Processamento do compósito de matriz de liga de alumínio AA6061 reforçada por nanotubos de carbono de paredes múltiplas por Equal Channel Angular Pressing (ECAP)
Data
2019-06-21
Autores
Jimenez, Laila Ribeiro De Andrade Acevedo 
Orientadores
Travessa, Dilermando Nagle
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
There has been increase in the need for materials that combine high mechanical resistance and low weight, foremost in aeronautical industry. Aluminum AA6061 alloys based metal matrix composites (MMC) reinforced by Multiple Walled Carbon Nanotube (MWCNT) are very interesting because they combine these properties. To optimize the distribution of the reinforcement along the matrix is indispensable to achieve the desirable properties in a composite. However, the MWCNT is formed of nanometric particles that tend to form clusters, and dissolve them to obtain a well-distributed reinforcement in the matrix can be a challenging step on the processing of the composite. ECAP (Equal Channel Angular Pressing) can be an efficient technique for producing microstructural refinement by promoting reinforcement distribution on the metal matrix when applied to composites. In this project, extruded bars of AA6061 composite reinforced with 2% MWCNT produced by powder metallurgy were successfully processed by 4 ECAP passes, using rout Bc and temperature of 200°C. ECAP produced microstructural modifications that reflected in hardness increase of 6,5%, mantainig ductility, when compared to its starting condition, as extruded (AE) bars, and yield stress of the processed composite values that were up to 388 MPa, under compression test.
A necessidade de materiais que combinem alta resistência mecânica com baixo peso tem aumentado, principalmente para a indústria aeronáutica. Os compósitos com matriz de liga AA6061 reforçados com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (Muliple Walled Carbon Nanotubes - MWCNT) são interessantes por combinarem essas propriedades. Promover uma boa distribuição do reforço na matriz é imprescindível para se atingir as propriedades desejadas em um compósito. Porém, o MWCNT é formado de partículas nanométricas que se aglomeram com facilidade, e distribuí-lo bem ao longo da matriz metálica é uma etapa desafiadora do processamento deste material. Processar estes compósitos por ECAP (Equal Channel Angular Pressing) pode ser uma técnica alternativa para produzir o refino de microestrutura com a distribuição do reforço na matriz metálica. No presente trabalho, barras extrudadas de compósitos de matriz de liga AA6061 reforçados por 2% MWCNTs produzidas por metalurgia do pó foram processadas com sucesso por 4 passes de ECAP utilizando rota BC e temperatura de 200°C. O ECAP produziu alterações microestruturais no material que refletiram em incremento na dureza de 6,5%, mantendo ductilidade, comparado com a condição inicial das barras como extrudadas (As Extruded -AE), e valores médios de tensão limite de escoamento de até 388 MPa sob compressão.
A necessidade de materiais que combinem alta resistência mecânica com baixo peso tem aumentado, principalmente para a indústria aeronáutica. Os compósitos com matriz de liga AA6061 reforçados com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (Muliple Walled Carbon Nanotubes - MWCNT) são interessantes por combinarem essas propriedades. Promover uma boa distribuição do reforço na matriz é imprescindível para se atingir as propriedades desejadas em um compósito. Porém, o MWCNT é formado de partículas nanométricas que se aglomeram com facilidade, e distribuí-lo bem ao longo da matriz metálica é uma etapa desafiadora do processamento deste material. Processar estes compósitos por ECAP (Equal Channel Angular Pressing) pode ser uma técnica alternativa para produzir o refino de microestrutura com a distribuição do reforço na matriz metálica. No presente trabalho, barras extrudadas de compósitos de matriz de liga AA6061 reforçados por 2% MWCNTs produzidas por metalurgia do pó foram processadas com sucesso por 4 passes de ECAP utilizando rota BC e temperatura de 200°C. O ECAP produziu alterações microestruturais no material que refletiram em incremento na dureza de 6,5%, mantendo ductilidade, comparado com a condição inicial das barras como extrudadas (As Extruded -AE), e valores médios de tensão limite de escoamento de até 388 MPa sob compressão.