Title

EXTRUSÃO DE PÓS NANOESTRUTURADOS DE LIGAS DE ALUMINÍNIO COMO UM PROCESSO TERMICAMENTE ATIVADO

NANOSTRUCTURED ALUMINIUM POWDER ALLOY EXTRUSION AS A THERMALLY ACTIVATED PROCESS

Authorship

Peres, Mauricio Mhirdaui; Fogagnolo, João Batista; Kiminami, Cláudio S.; Filho, Walter José Botta; Bolfarini, Claudemiro; Júnior, Alberto Moreira Jorge

Peres, Mauricio Mhirdaui

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Fogagnolo, João Batista

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Kiminami, Cláudio S.

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Filho, Walter José Botta

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Bolfarini, Claudemiro

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Júnior, Alberto Moreira Jorge

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DOI

10.5151/2594-5327-0407

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Abstract

O processamento a quente de materiais cristalinos é extensivamente analisado em termos de mecanismos relacionados com discordâncias. Neste trabalho, a extrusão de pós nanoestruturados será analisada a partir do ponto de vista de mecanismos de deformação ativados termicamente, tais como os que operam normalmente em materiais cristalinos. Pós nanoestruturados de ligas de alumínio foram conformadas por extrusão a quente, em uma máquina de ensaios universais, em 3 temperaturas diferentes 375, 400 e 425 °C com razão de extrusão de 10:1 e velocidades de 1, 15 e 30 mm/s. As tensões e taxas de deformação foram calculadas a partir dos dados experimentais de pressão e velocidade. O atrito e o trabalho redundante foram corrigidos através de equações apropriadas e os dados resultantes foram analisados utilizando equações típicas do trabalho a quente de materiais cristalinos, principalmente a equação de Sellars. Os dados obtidos foram comparados com os dados da literatura, para materiais cristalinos, processados por extrusão e torção a quente. A comparação foi realizada com dados que se estenderam por quatro ordens de grandeza para a taxa de deformação e duas ordens de grandeza para a tensão, e foram correlacionados como tendo o mesmo comportamento. Pode ser verificado que a extrusão a quente de materiais nanoestruturados também é um processo termicamente ativado, no qual o mecanismo controlador também é a escalagem ou o movimento severo de discordâncias. As mudanças microestruturais observadas durante a extrusão foram consistentes com os mecanismos de deformação propostos.

The hot-working process of crystalline materials has been extensively analysed in terms of dislocation mechanisms. In this work, the hot extrusion of nanostructured powders will be analysed from the point of view of thermally activated deformation mechanisms, such as normally operate in crystalline materials. Nanostructured aluminium powders alloy were deformed by hot extrusion, in a universal testing machine, over the temperature range of 375 to 425oC, with extrusion ratio of 10:1 and over the ram speed range of 1 to 30mm/s. Flow stresses and strain rates were calculated from experimentally pressure and speed data. The sliding friction and the redundant work were corrected by means of appropriated equations and the resultant data were analysed by means of typical equations from hot working of crystalline materials, mainly the Sellars equation. The experimentally data were compared with the crystalline materials literature data, processed of several ways. The comparisons was made with data extending over four orders of magnitude of strain rate and over two orders of magnitude of stress, and were correlated as having the same behaviour. It was concluded that the hot extrusion of nanostructured materials is a thermally activated process, in which the rate-controlling mechanism is either the climb of edge dislocations or the motion of jogged screw dislocation. The microstructural changes observed during extrusion were consistent with the proposed deformation mechanisms.

Keywords

Extrusão; Pós nanoestruturados; Alumínio; Energia de ativação.

Extrusion; Nanostructured powders; Aluminum; Activation energy.