Title

EFEITO DA PRESENÇA DE ANEL RESTRITOR NA SÍNTESE DA LIGA AL-4%CU POR TORÇÃO SOB ALTA PRESSÃO

EFFECT OF CONSTRAINING RING IN THE SYNTHESIS OF AN AL-4%CU ALLOY THROUGH PROCESSING BY HIGH PRESSURE TORSION

Authorship

Corrêa, Laís Bonoto; Haase, Olavo Carvalho; Pereira, Pedro Henrique Rodrigues

Corrêa, Laís Bonoto

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Haase, Olavo Carvalho

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Pereira, Pedro Henrique Rodrigues

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DOI

10.5151/2594-4711-39755

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Abstract

A consolidação a frio por Torção sob Alta Pressão (HPT) consiste em uma rota de reciclagem alternativa que permite a concepção de novos materiais com propriedades avançadas. No presente trabalho foi realizada a síntese da liga Al-4Cu por meio de processamento de pós-metálicos por HPT com o objetivo de analisar o impacto da presença de um anel externo de cobre na consolidação e dispersão das partículas em diferentes estágios. Para tal, o processamento por HPT foi conduzido em discos, com e sem a presença de anel restritor, pela imposição simultânea de alta pressão hidrostática e esforços de torção por 0,1, 1, 10 e 30 voltas. A evolução das propriedades mecânicas e distribuição de fases foi avaliada ao longo da seção transversal dos discos por meio de, respectivamente, medições de microdureza Vickers e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados revelaram que a presença do anel externo beneficiou o processo de consolidação de partículas e promoveu uma maior homogeneidade nas distribuições de dureza em discos processados por até 10 voltas de HPT. Todavia, seu efeito se tornou negligenciável para voltas adicionais e sua presença deletéria devido à infiltração de cobre no interior o disco. Observou-se que o aumento da deformação no HPT leva ao intenso alongamento, dispersão e eventual fragmentação das partículas de cobre.

Cold consolidation by High-Pressure Torsion (HPT) constitutes an alternative recycling route which allows tailoring novel materials with advanced properties. In this research, an Al-4Cu alloy was synthesised through HPT processing to analyse the impact of an external Cu ring on the consolidation and dispersion of the original metal powders at different processing stages. Accordingly, processing was conducted on discs, with and without the presence of a restraining ring, by applying high hydrostatic pressure and torsional stresses by up to 0.1, 1, 10, and 30 turns. The evolution of mechanical properties and phase distribution was evaluated along the disc cross-section through hardness measurements and scanning electron microscopy, respectively. The results revealed that the external ring aided particle consolidation and promoted greater homogeneity in the hardness distributions for the alloy processed by 10 revolutions. However, its effect became negligible for additional turns and even deleterious due to the inverse flux of Cu towards the interior of the discs. It was observed that increasing strains led to the stretching, dispersion and fragmentation of the Cu powders.

Keywords

Consolidação, Liga de alumínio, Nanocompósito, Torção sob Alta Pressão

Aluminium alloy, Consolidation, High-Pressure Torsion, nanocomposite.