Title

Ultrarrefino de grão em uma liga de alumínio simulando o método de deformação plástica severa: Análise da evolução microestrutural

Ultrafine grain refinement in an aluminum alloy by simulating a severe plastic deformation method: Analysis of microstructural evolution

Authorship

MOTA, KAIO KAMEI; NUNES, LUMENA GLÓRIA DE SOUZA; PEREIRA, KAIO LIMA

MOTA, KAIO KAMEI

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NUNES, LUMENA GLÓRIA DE SOUZA

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PEREIRA, KAIO LIMA

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DOI

10.5151/2594-4711-44118

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Abstract

O presente estudo objetiva investigar a aplicação do método de deformação plástica severa Accumulative Roll-Bonding (ARB) na produção de grãos ultrafinos em uma liga de alumínio, visando aprimorar suas propriedades mecânicas sem alterar a composição química. A metodologia envolveu a preparação de amostras recozidas a 500 °C por 2 horas e a simulação do ARB por meio de laminação. O processo consistiu no lixamento, limpeza com acetona e empilhamento de duas chapas para união por pressão, submetidas a reduções sucessivas de 50% na espessura por passe, totalizando cinco passes. A caracterização microestrutural baseou-se em metalografia e medições de tamanho de grão no software ImageJ. Os resultados irão indicar que o acúmulo de deformação promove profunda modificação microestrutural; a alta eficiência de recuperação dinâmica do alumínio permite o rearranjo de discordâncias e a evolução de subgrãos para contornos de grão de alto ângulo. Poderá se concluir que a simulação do ARB é plenamente eficaz na consolidação do ultrarefino de grão, aumentando significativamente a área de contornos que atuam como barreiras. Conforme a relação de Hall-Petch, essa alteração estrutural garante à liga um aumento expressivo e simultâneo em seu limite de escoamento e na dureza.

The present study aims to investigate the application of the severe plastic deformation method Accumulative Roll-Bonding (ARB) in the production of ultrafine grains in an aluminum alloy, seeking to improve its mechanical properties without altering its chemical composition. The methodology involved the preparation of samples annealed at 500 °C for 2 hours and the simulation of ARB through rolling. The process consisted of sanding, cleaning with acetone, and stacking two sheets for pressure bonding, subjected to successive reductions of 50% in thickness per pass, totaling five passes. Microstructural characterization was based on metallography and grain size measurements using the ImageJ software. The results will indicate that the accumulation of strain promotes profound microstructural modification; the high efficiency of dynamic recovery in aluminum allows the rearrangement of dislocations and the evolution of subgrains into high-angle grain boundaries. It is concluded that the ARB simulation is fully effective in consolidating ultrafine grain refinement, significantly increasing the boundary area that acts as a barrier. According to the Hall-Petch relationship, this structural alteration guarantees the alloy a significant and simultaneous increase in its yield strength and hardness.

Keywords

Conformação mecânica, Deformação plástica severa, Laminação, Alumínio

Mechanical forming, Severe plastic deformation, Rolling, Aluminum