Title

ANÁLISE DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E CARACTERIZAÇÃO MICROESTRUTURAL DA LIGA AL-3NI EM PÓ CONSOLIDADA POR EXTRUSÃO

ANALISYS OF THE MECHANICAL PROPERTIES AND MICROSTRUCTURAL CHARACTERIZATION OF CONSOLIDATED AL-3NI EXTRUDED POWDER ALLOY

Authorship

Peres, Mauricio Mhirdaui; Afonso, Conrado Rodrigues M; Spinelli, José Eduardo; Filho, Walter José Botta; Junior, Alberto Moreira Jorge

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Afonso, Conrado Rodrigues M

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Spinelli, José Eduardo

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DOI

10.5151/2594-5327-23593

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Abstract

Ligas de alumínio próxima ao eutético Al-6Ni (% em peso) têm sido extensivamente investigadas a fim de se obter uma estrutura com matriz de alumínio alfa e partículas sólidas de Al3Ni. Entretanto, poucos estudos têm sido realizados sobre as ligas de Al-Ni hipoeutéticas. Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito do tamanho do pó na microestrutura e nas propriedades mecânicas de lingotes obtidos por extrusão a quente da liga hipoeutética Al-3Ni (% em peso). A liga foi produzida por atomização à gás e peneirada sob duas faixas de tamanho de partículas (faixa menor que 45 m e faixa entre 106 -180 m), sendo cada produto consolidado por extrusão à 350 °C com velocidade de 5 mm.min-1 e razão de extrusão de 10:1. A microestrutura foi analisada via difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão e correlacionada com as propriedades mecânicas resultantes. A tensão de escoamento média (150,6 MPa) obtida é três vezes superior à de uma liga similar processada convencionalmente, consequente do alto refinamento estrutural e da presença de precipitados ultra-finos de Al3Ni. Apesar dos lingotes produzidos a partir das duas faixas granulométricas de pó apresentarem comportamento mecânico muito próximo em relação à tensão de escoamento e à tensão de ruptura, os provenientes do tamanho de partícula menor que 45m promoveram ductilidade média superior em relação aos

Aluminium alloys with composition similar to the eutectic Al-6Ni (wt%) have been extensively investigated in order to obtain an attractive structure comprising the ductile aluminum matrix and hard particles of the Al3Ni phase. However, few studies have been conducted on the range of hypoeutectic Al-Ni alloys. The aim of this work was to analyze the effect of the powder size on the microstructure and on the mechanical properties of hot extruded hypoeutectic Al-3.5Ni (wt%) alloy. Powders of such hypoeutectic alloy were produced by gas atomization and then it was sieved and classified in two particle size ranges (particle size less than 45um; and particle size less than 180um and higher than106 m) and consolidated by hot extrusion at 350°C with ram speed of 5 mm.min-1 and extrusion ratio of 10:1. The microstructure of the extruded component were analyzed by X-Ray Diffraction, Scanning Electron microscopy and Transmission Electron Microscopy and correlated with the resultant mechanical properties. The average yield stress obtained (150.6 MPa) is around 3 times higher than that found in a similar conventionally processed Al-Ni alloy, a result of the high structural refinement and the presence of ultra-fine Al3Ni precipitates. Despite the ingots produced from the two different powder particle sizes presented mechanical behavior very close relative to the yield strength and to the tensile strength, the ingots originating from the powder particle size less than 45m promoted higher ductility compared to the ingot processed from the coarser powder, being 8.1% versus 6.5% respectively.

Keywords

Al-Ni; Extrusão; Nanoestrutura; Propriedades mecânicas.

Al-Ni; Extrusion; Nanostructure; Mechanical properties.