AUTORA: RENATA CARDOSO LOPES Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco

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1 COMPARAÇÃO DA VIDA EM FADIGA DAS LIGAS DE ALUMÍNIO GK AlSi11 E GK AlSiMg7
AUTORA: RENATA CARDOSO LOPES Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Magnabosco Departamento de Engenharia Mecânica Introdução As ligas de alumínio GK AlSi11 e GK AlSiMg7 são usadas pela empresa Italspeed Automotive Ltda na fabricação de rodas automotivas fundidas em moldes permanentes. Resultados e discussão Microestruturas: Objetivos Comparação da vida em fadiga das ligas GK AlSi11 e GK AlSiMg7, através de ensaios de tração, e de ensaios de fadiga controlados por amplitude de deformação, além da análise da microestrutura das duas ligas, relacionando-as com o comportamento mecânico das mesmas. Microestrutura da seção longitudinal do corpo-de-prova da liga GK AlSi11 após polimento até etapa com sílica coloidal. Dendritas de fase a envoltas por microestrutura eutética. Na terceira foto, observa-se poros arredondados. Materiais e métodos A composição das ligas estudadas é mostrada nas tabelas a seguir: Composição química da liga GK AlSi11 Microestrutura da seção longitudinal do corpo-de-prova da liga GK AlSiMg7 após polimento até etapa com sílica coloidal. Dendritas de fase a envoltas por microestrutura eutética. Na terceira foto, observa-se poros interdendríticos. Si Fe Cu Mn Mg Zn Ni Ti Ca Sr Al 10,94 0,1741 0,0057 0,0019 0,0794 0,0064 0,0062 0,1158 0,0021 0,0271 balanço Dados obtidos a partir dos ensaios de tração Composição Química da liga GK AlSiMg7 Si Fe Cu Mn Mg Ti Ca Sr Al 7,44 0,14 0,005 0,003 0,32 0,13 0,002 0,02 balanço Propriedades Liga GK AlSi11 Liga GK AlSiMg7 AT25mm (%) 11,82±3,05 10,84±2,03 Redução de área (%) 15,02±5,47 11,80±1,21 LE (MPa) 73,20±15,90 220,00±20,0 LR (MPa) 169,40±21,02 292,00±16,00 LF (MPa) 129,20±35,69 287,00±17,00 LFReal (MPa) 178,48±15,84 325,00±18,00 UTReal(N.mm/mm3) 28,79±9,84 36,29±2,71 E (GPa) 65 ±1 70 ±1,6 H 372±46 378±37 n 0,266±0,017 0,088±0,007 A empresa Italspeed Automotive Ltda forneceu, de cada liga, 37 conjuntos com 3 corpos-de-prova cada, usinados com 45 mm de comprimento útil e 6 mm de diâmetro útil, sendo que os corpos-de-prova da liga GK AlSiMg7 tiveram que ser re-usinados, ficando com 5,8 mm de diâmetro útil. Dados obtidos a partir dos ensaios de fadiga Região de extração dos corpos-de-prova e suas dimensões. Os corpos-de-prova foram lixados com lixas de granulações #220, #320, #400 e #600 e polidos com pasta de diamante de 6μm e 1μm. Ensaios de tração e fadiga Em uma máquina MTS universal foram feitos ensaios de tração, para se obter as propriedades mecânicas básicas, estabelecer os parâmetros para os ensaios de fadiga, e também para a obtenção dos coeficientes H e n da equação de Ramberg-Osgood. Em seguida, foram feitos ensaios de fadiga, que tiveram a amplitude de deformação variando entre 0,13% e 0,25% para a liga GK AlSi11 e entre 0,175% e 0,25% para a liga GK AlSiMg7. (mm/mm) c (MPa) b GKAlSi11 4,82 -0,8853 169 -0,0577 GK AlSiMg7 0,04 -0,6619 702 -0,1397 Conclusões: Os valores de rigidez, tenacidade e resistência são superiores na liga GKAlSiMg7. A liga GKAlSiMg7, sob carregamento cíclico, apresenta estabilização da tensão após endurecimento cíclico, enquanto a liga GKAlSi11 não apresenta tal estabilização, endurecendo até a fratura. A liga GKAlSiMg7 apresenta vida em fadiga superior à da liga GKAlSi11, resultado de sua microestrutura mais homogênea, o que proporciona menos concentração de tensões. Enquanto a liga GK AlSi11 apresenta predominantemente poros arredondados, a liga GKAlSiMg7 apresenta porosidade interdendrítica, mais crítica para as propriedades mecânicas da liga. Assim, diminuindo esta porosidade, a vida em fadiga da liga pode aumentar ainda mais. Máquina Universal de Ensaios MTS – LabMat/FEI. Agradecimentos: Ao Centro Universitário da FEI pelo patrocínio do projeto e concessão de bolsa de iniciação científica à aluna Renata Cardoso Lopes. Ao orientador da pesquisa, Prof.Dr. Rodrigo Magnabosco. Aos técnicos do LabMat. À empresa Italspeed Automotive Ltda pela concessão do material estudado. A toda minha família e ao meu namorado pelo apoio que têm me dado.