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Influência da granulometria dos pós de alumínio e da adição de pó da liga de magnésio ASTM AZ91 na obtenção de espumas metálicas

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dc.contributor.advisorSilva, Sidney Nicodemos da
dc.contributor.advisor-coPinheiro, Ivete Peixoto
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/6117501358477717
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7979338384555091
dc.contributor.authorAbreu, Arthur Henrique Izumi de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5271156551114794
dc.contributor.refereeSilva, Sidney Nicodemos da
dc.contributor.refereePinheiro, Ivete Peixoto
dc.contributor.refereeSilva, Leonardo Roberto da
dc.contributor.refereeDumont, Marcello Rosa
dc.date.accessioned2025-03-21T17:54:05Z
dc.date.available2025-03-21T17:54:05Z
dc.date.issued2019-02-28
dc.description.abstractEstudos recentes ressaltam a importância tecnológica das espumas metálicas para um vasto campo de aplicações estruturais, principalmente nas indústrias aeronáutica e automobilística visando principalmente a economia de combustíveis, pois se conjuga as características mecânicas dos materiais metálicos com a porosidade elevada desses materiais. Nesse contexto vem sendo aprimoradas ao redor do mundo, espumas de alumínio e/ou magnésio, podendo em alguns casos substituir satisfatoriamente componentes metálicos, devido à elevada relação entre a resistência mecânica e a massa especifica, sendo mais indicado para aplicações estruturais. Neste trabalho foi estudado o processo de obtenção das espumas de alumínio por meio da rota da metalurgia do pó utilizando como agente expansor o hidreto de titânio (TiH2). Foram avaliadas a influência da granulometria de 4 diferentes pós de alumínio, bem como- a adição de 5% em massa de pó da liga de magnésio ASTM AZ91 e dois diferentes TiH2. Buscou-se otimizar a compactação uniaxial a frio, pois, segundo a literatura, esta é uma etapa determinante no processamento das espumas de alumínio, para isto foi desenvolvido uma matriz de prensagem em aço SAE 4340 que possibilitou atingir compactações dos pós da ordem de 98% de densidade relativa. Partiu-se de uma proporção da mistura dos pós, contendo 99% de alumínio e 1% de hidreto de titânio, posteriormente tratados termicamente na temperatura 710°C por 8 minutos. Também foram produzidas amostras adicionando 5% em massa da liga AZ91, as quais resultaram em espumas com alta porosidade. As espumas de alumínio produzidas neste estudo apresentaram porosidades próximas às encontradas na literatura, permitindo comparar a influência das condições de contorno do processamento: granulometria dos pós e o ciclo térmico (taxa de aquecimento, temperatura e tempo no platô) sobre a dispersão dos poros na matriz, bem como o tamanho médio dos poros gerados (drenagem e/ou coalescência). Com relação à granulometria utilizada, ficou evidente que quanto menor for o grão maior foram os poros gerados. Ficou ainda evidenciado um ganho significativo na dureza Vickers e de porosidade com a utilização da liga AZ91. Apesar de algumas espumas obtidas nesse trabalho terem porosidades acima de 50%, ainda é necessário melhorar o processo de fabricação para atender aos critérios de qualidade industriais e comerciais
dc.description.abstractotherRecent studies have highlighted the technological importance of metallic foams for a wide range of structural applications, especially in the aeronautics and automotive industries, with a focus on fuel economy, combining the mechanical characteristics of the metallic materials with the high porosity of these materials. In this context, foams of aluminum and/or magnesium have been improved around the world, and in some cases can replace metal components satisfactorily, due to the high relation between the mechanical strength and the specific mass being more suitable for structural applications. In this work the process of obtaining the aluminum foams through the powder metallurgy route was studied using titanium hydride (TiH2) as the blowing agent. The influence of the granulometry of 4 different aluminum powders was evaluated, as well as the addition of 5% by mass of powder of the magnesium alloy ASTM AZ91 and two different TiH2. It was sought to optimize cold uniaxial compaction because, according to the literature, this is a decisive step in the processing of aluminum foams. For this purpose, a SAE 4340 steel pressing die was developed that allowed compacting powders to be in the order of 98% of relative density. A proportion of the powders mixture, containing 99% aluminum and 1% titanium hydride, were then heated at 710°C for 8 minutes. Samples were also produced by adding 5% by mass of the AZ91 alloy, which resulted in foams with high porosity. The aluminum foams produced in this study presented porosity close to those found in the literature, allowing to compare the influence of processing boundary conditions: particle size and temperature cycle (heating rate, temperature and time in the plateau) on the dispersion of the pores in the matrix, as well as the average pore size (drainage and/or coalescence). Regarding the granulometry used, it was evident that the smaller the grain, the larger the pores generated. It was also evidenced a significant gain in Vickers hardness and porosity with the use of the AZ91 alloy. Although some foams obtained in this work have porosities above 50%, it is still necessary to improve the manufacturing process to meet the industrial and commercial quality criteria
dc.description.sponsorshipCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP).
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/874
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais
dc.subjectEspumas metálicas, Metalurgia do pó, Ligas de magnésio, Hidretos
dc.titleInfluência da granulometria dos pós de alumínio e da adição de pó da liga de magnésio ASTM AZ91 na obtenção de espumas metálicas
dc.typeDissertação

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