Title

EXPERIMENTOS DE EXTRUSÃO EM CANAL ANGULAR, SOBRE AMOSTRAS DE Al-4%Cu: MICROESTRUTURA E RESISTÊNCIA MECÂNICA

EQUAL CHANNEL ANGULAR EXTRUSION EXPERIMENTS IN A AL-4%CU ALLOY: MICROSTRUTURE AND MECHANICAL STRENGTH

Authorship

Gonçalves, Lídia Regina Garcia; Sordi, Vitor Luiz; Ferrante, Maurizio

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Sordi, Vitor Luiz

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Ferrante, Maurizio

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DOI

10.5151/2594-5327-0313

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Abstract

O presente trabalho relata experimentos de extrusão em canal angular (ECA) realizados so- bre uma liga binária Al-4Cu. As deformações foram efetuadas em matriz provida de dois ca- nais de seção quadrada que se interceptam fazendo um ângulo de 120 . Com esse arranjo e seguindo a Rota A obteve-se uma deformação equivalente de von Mises igual a 0,667 em cada passe. As amostras foram recozidas, resfriadas lentamente no forno e submetidas a 5 passes (5X) de ECA. Observações por metalografia ótica mostraram que há um forte ali- nhamento microestrutural já a partir do primeiro passe; em seguida notam-se evidências de fratura de grãos ao longo de planos que fazem cerca de 30o com o mencionado alinhamen- to. Medidas de dureza indicam que esta aumenta monotonicamente com o número de pas- ses aplicados e diferenças entre durezas superficial e interna sugerem que a deformação é bastante heterogênea. Foram feitos ensaios de tração que evidenciaram aumento contínuo da resistência mecânica com a deformação ECA enquanto o alongamento exibe ligeira me- lhora. Exame de superfícies de fratura mostra comportamento predominantemente dúctil e existência de vazios na amostra inicial (0X); a população desses defeitos se reduz à medida que prossegue a deformação, até desaparecer por completo com o último passe. Finalmen- te, quatro exemplares da amostra 4X foram recozidos durante 1 h entre 200 e 400oC, visan- do determinar a temperatura de recristalização. Medidas de microdureza indicam ser prová- vel que esse fenômeno inicie a 200 - 250oC.

This work reports on equal channel angular extrusion experiments (ECAE) performed on an Al-4%Cu alloy. Deformation was carried out using a die provided with two square section channels intersecting o at an angle of 120 . With this arrangement and by following route A an equivalent von Mises strain per pass equal to 0,667 was obtained. The samples were annealed, furnace cooled, and in sequence five ECAE passes were applied. Optical microscopy showed a definite microstructural alignment from the first pass; it was also observed that grains appear to fracture along slip planes making approximately 30o with the aforementioned alignment direction. Hardness measurements showed a continuous in- crease with the pass number, whilst microhardness data suggested heterogeneous strain of the sam- ples. Tensile tests showed that mechanical strength increases continuously with the ECAE passes; ductility increases as well, albeit slightly. The observation of fracture surfaces revealed a high quantity of voids in the non-deformed sample (0X); however the population of such defects is reduced by de- formation until by the last pass it is practically non-existent. Fracture mode appears to be mainly duc- tile. Finally, samples 4X were subjected to 1 h recrystallization anneals at four different temperatures between 200 and 400oC in order to determine the temperature of occurrence of that phenomenon. Microhardness measurements indicate that recrystallization initiates between 200 and 250oC.

Keywords

Extrusão em canal angular; ECA; Al-4%Cu; Resistência mecânica.

Equal channel; ECAE; Al-4%Cu; Mechanical strength.