Relatório de solubilização
Por: lucas75c • 14/11/2016 • Trabalho acadêmico • 1.730 Palavras (7 Páginas) • 247 Visualizações
Pontifícia Universidade Católica do Paraná[pic 1]
ESCOLA POLITÉCNICA
CURSO DE ENGENHARIA Mecânica
Giovanni Buturi neto
Jihad habib GeORGES
LUCAS CUNHA da silva
Solubilização e Envelhecimento de Ligas de Alumínio
CURITIBA
2016
Giovanni Buturi neto
Jihad habib GeORGES
LUCAS CUNHA da silva
Solubilização e Envelhecimento de Ligas de Alumínio
Relatório técnico apresentado na disciplina Materiais 2 do Curso de Graduação em Engenharia Mecânica da Pontifícia Universidade Católica do Paraná como forma parcial de avaliação referente a 1a Parcial.
Orientador: Prof. Ricardo Diego Torres.
Curitiba, setembro de 2016
SUMÁRIO
1 Introdução 3
1.1 Objetivo Geral 3
1.2 Objetivos ESPECÍFICOS 3
2 Teoria 4
3 Procedimento experimental 6
3.1 MATERIAIS 6
3.2 metodologia 6
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 7
5 CONCLUSÕES 9
Referências 10
Introdução
Desde o surgimento das primeiras civilizações, percebeu-se que diversos utensílios de engenharia, muito complexos para a tecnologia disponível na época, não apresentavam boa qualidade para o serviço que lhes era proposto, obtendo assim um baixo rendimento. “A resistência e a dureza de algumas ligas metálicas podem ser melhoradas pela formação de partículas extremamente pequenas e uniformemente dispersas de uma segunda fase no interior da matriz da fase original.” (CALLISTER, 2012).
A ciência que estuda as propriedades de ligas metálicas, bem como suas relações estruturais microscopicamente é a ciência dos materiais. Ela é capaz de estudar a resistência dos materiais perante a submissão de uma deformação plástica, ou seja, suas durezas. A fim de incrementar a dureza e a resistência mecânica de ligas metálicas desenvolveram-se alguns processos de endurecimento, como a solubilização e o envelhecimento (precipitação). A utilização desses tratamentos térmicos tem objetivos estritamente ligados com situações corriqueiras, como a melhora do acabamento superficial e estabilidade dimensional de pistões, utilizados em motores de automóveis e motocicletas, por exemplo.
Ao realizar os experimentos, por meio dos resultados obtidos, têm-se como objetivo comprovar as teorias estudadas, bem como proporcionar a visualização do aumento da dureza dos materiais, bem como a influência dessa resistência aplicada em situações do dia-a-dia, no intuito de observar em prática os processos de endurecimento e possivelmente adquirir um conhecimento mais plano realizou-se uma experimentação.
objetivo geral
Determinar variação da dureza da liga de aliminio AA 6063, a qual foi submetida ao processo de solubilização e envelhecimento, e exposta a diferentes tempos e temperaturas
objetivos específicos
Comparar a dureza da liga de alumínio, AA 6063, às temperaturas e aos tempos aos quais fora envelhecida.
teoria
O endurecimento por precipitação, feito por tratamento térmico de solubilização ou envelhecimento, promove o melhoramento na dureza e resistência de algumas ligas metálicas, em que é necessária a formação de pequenas partículas de uma fase (precipitado) que se apresentem distribuídas pela matriz da fase original. Endurecimento por envelhecimento é um termo que também é utilizado parar descrever esse processo, visto que ao decorrer do tempo a resistência do material sofre mudanças, consistindo no envelhecimento da peça.
O diagrama de fases da liga deve cumprir com critérios essenciais, mas não são suficientes para que o procedimento de endurecimento por precipitação possa ser feito, uma das exigências é que com o decréscimo da temperatura, a linha de limite de solubilidade (linha solvus) deve decrescer, assim como a linha que separa as fases α e α+β do diagrama (apresentado na figura 1) diminui com o decréscimo da temperatura. Uma outra exigência é que deve haver solubilidade máxima de um componente no outro, representada pelo ponto M do diagrama (apresentado na figura 1), e a liga a ser endurecida deve apresentar uma menor composição do que a solubilidade máxima.
No tratamento térmico de solubilização os precipitados se dissolvem na matriz de fase original, formando uma solução sólida de uma fase (assim como apresentado na figura 1) em que uma liga com composição Cₒ é aquecida até a temperatura de solubilização Tₒ (varia conforme a composição do material), a temperatura Tₒ pode ser determinada pela soma de 50°C a temperatura solvus (temperatura que intercepta a linha de limite de solubilidade), para que a temperatura esteja na fase α porém com uma margem para que haja tempo necessário para que a fase β seja dissolvida por completo, assim tendo uma fase α com composição Cₒ. Após esse processo, o material é resfriado rapidamente até a temperatura T1, para que não haja precipitação de β, formando assim um supersaturado de α.
[pic 2]
Figura 1 – Diagrama hipotético
Fonte: Callister, 2012.
O tratamento térmico de precipitação/envelhecimento é muito utilizado em ligas de alumínio de alta resistência, e para realiza-lo é necessário que a liga seja solubilizável, apresente ligação coerente (quando há ligações entre o precipitado e a matriz) e que tenha a presença da fase intermetálica em seu diagrama de fases. Para a realização do processo de envelhecimento, aquece-se a solução supersaturada a uma temperatura T2 (mostrada na figura 2) na região bifásica e após um tempo, é resfriada:
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