Título

PROPRIEDADES MECÂNICAS DE ESPUMAS DE AÇO E ALUMÍNIO SOB ALTAS TEMPERATURAS

MECHANICAL PERFORMANCE OF STEEL AND ALUMINUM FOAMS AT HIGH TEMPERATURES

Autoria

Tavares, Miguel de Morais; Vieira Junior, Luiz Carlos Marcos; Almeida, Saulo José de Castro; Szyniszewski, Stefan

DOI

10.5151/1516-392X-31850

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Resumo

No presente trabalho são avaliadas e discutidas as propriedades mecânicas de espumas metálicas de aço e alumínio de porosidade fechada sob altas temperaturas. As espumas metálicas são metais celulares que podem ser aplicados, por exemplo, como núcleos de painéis sanduíche para a construção leve ou absorvedores de impacto graças à alta compressibilidade deste tipo de materiais (até 90% de deformação). Foram testadas à compressão espumas compostas por esferas de aço ocas e espumas de alumínio fabricadas pelo processo da Metalurgia do Pó, sujeitas às temperaturas de 24 ºC, 100 ºC, 150 ºC, 200 ºC, 300 ºC, 400 ºC, 500 ºC, 550 ºC e 700 ºC. As espumas de aço mantiveram as suas propriedades até 400 ºC, enquanto que as espumas de alumínio viram suas propriedades se degradarem apenas para 150 ºC. Apesar dos fatores de redução da tensão de platô terem seguido a mesma tendência do Eurocode verificadas para o aço e alumínio sólido, a oxidação do ferro registrada entre 150 e 300 ºC produziu uma coloração azul nas espumas de aço, resultando em um aumento da sua rigidez para esse intervalo de temperaturas.

 

We report and discuss the mechanical properties of closed-cell steel and aluminum foams at elevated temperatures. Metallic foams are cellular metals with applications in cores of sandwich panels for lightweight construction and crash absorbers due to their high compressibility (up to 90% strain). We tested mechanical properties of hollow sphere (HS) steel foams and powder metallurgy aluminum foams under compressive loads at a range of temperatures: 24 ºC, 100 ºC, 150 ºC, 200 ºC, 300 ºC, 400 ºC, 500 ºC, 550 ºC and 700 ºC. Steel foams maintained their properties up to 400 ºC, while aluminum foams began to soften at 150 ºC only. Although plateau stress retention factors followed Eurocode reductions for bulk steel and aluminum in general, oxidation of Fe at 150-300 ºC produced distinct blue discoloration of the steel foam samples. These samples showed slight increase in their stiffness at that temperature range.

Palavras-chave

Espumas de aço; Espumas de alumínio; Análise térmica; Compressão

Steel foams; Aluminum foams; Thermal analysis; Compression