Title

MICROESTRUTURA E PROPRIEDADES MECÂNICAS DE LIGAS DO SISTEMA AL-FE-CR-M (M = TI, MN E V)

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF ALLOYS OF THE Al-Fe-Cr-M (M = Ti, Mn e V) SYSTEM

Authorship

Rios, Carlos Triveño; Silva, Ana M. Branquinho; Kiminami, Cláudio Shyinti; Filho, Walter José Botta; Bolfarini, Claudemiro

Rios, Carlos Triveño

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Silva, Ana M. Branquinho

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Kiminami, Cláudio Shyinti

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Filho, Walter José Botta

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Bolfarini, Claudemiro

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DOI

10.5151/2594-5327-0371

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Abstract

Ligas formadoras de fases quase-cristalinas a base de alumínio com adições de metais de transição têm sido estudadas extensivamente pela técnica de solidificação rápida. Tal estudo tem por finalidade a obtenção de materiais com alta resistência, alta estabilidade térmica e baixa densidade. No presente trabalho o sistema Al-Fe-Cr com adições dos elementos Ti, Mn e V foi estudado com o objetivo de produzir, através solidificação rápida, materiais compósitos constituído de matriz de Al reforçada por fases quase-cristalinas e intermetálicas. As ligas Al91Fe5Cr4, Al92Fe3Cr2Ti3, Al92Fe3Cr2Mn3 e Al92Fe3Cr2V3 foram preparadas em forno a arco e posteriormente processadas por solidificação rápida (fundição em molde de cobre com formato cilíndrico). A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X (DRX). A estabilidade estrutural foi realizada por calorimetria diferencial de varredura (DSC). As medidas das propriedades mecânicas foram realizadas por ensaios de compressão a frio em corpos cilíndricos e por ensaios de microdureza com carga de impressão de 200gf. O modulo de elasticidade foi determinado pela técnica de medidas de velocidade do som através de seções cilíndricas das ligas. A caracterização microestrutural das amostras cilíndricas indicou modificação na morfologia da liga Al91Fe5Cr4 com adição de elementos de liga. A liga Al92Fe3Cr2V3 apresentou grãos esferoidais constituídas por células eutéticas. A liga Al92Fe3Cr2Mn3 apresentou grãos do tipo pentagonal, enquanto a liga Al92Fe3Cr2Ti3 apresentou agregados de fases. A maior resistência à fratura compressiva e o maior modulo de elasticidade foram observados na liga Al91Fe5Cr4. Observou-se que as adições dos elementos de transição, reduziram os valores de microdureza. A liga Al91Fe5Cr4 apresentou uma microdureza de

Al-based quasicrystal former alloys with additions of transition metals have been studied extensively by rapid solidification techniques. Furthermore, various interesting nanostructures such as quasicrystalline nanoparticles dispersed in an aluminium matrix were associated with the high cooling rates (106 K/s). The purpose of this study is to obtain bulk samples of high resistance, high thermal stability and low density. In the present work the Al91Fe5Cr4 master alloy it has been studied by additions of the Ti, V and Mn elements to obtain the Al92Fe3Cr2Ti3, Al92Fe3Cr2Mn3 and Al92Fe3Cr2V3 alloys. The alloys were prepared in arc furnace and then rapidly solidified by casting into a cooper mould of cylindrical section with different diameters. The microstructures were evaluated by a combination of scanning electron microscopy, X-ray diffraction and differential scanning calorimetry. The mechanical properties were evaluated by Vickers indentation, compressive tests and ultra-sonic propagation technique in cylindrical samples. In the bulk samples we have observed the presence of

Keywords

Sistema Al-Fe-Cr-M; Quase-cristais; Solidificação rápida.

Al-Fe-Cr-M system; Quasicrystalline; Solidification rapid.