Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/tmm.00304004
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

CORRELAÇÃO DE CONDIÇÕES DE SOLIDIFICAÇÃO COM PROPRIEDADES MECÂNICAS E METALÚRGICAS DA LIGA DE LATÃO 60/40

CORRELATION OF SOLIDIFICATION CONDITIONS WITH MECHANICAL AND METALLURGICAL PROPERTIES OF BRASS ALLOY 60/40

Mateso, Vita; Barcellos, Vinicius Karlinski de; Ferreira, Carlos Raimundo F.; Santos, Carlos Alexandre dos; Spim, Jaime Alvares

Downloads: 1
Views: 995

Resumo

O presente trabalho investiga as características de solidificação e suas influencias nas propriedades mecânicas e metalúrgicas de ligas de latão. Foram analisados parâmetros microestruturais: espaçamentos dendríticos secundários (EDS), e parâmetros da cinética de solidificação: gradiente térmico, velocidade de solidificação e taxa de resfriamento, os quais foram obtidos experimentalmente. Os espaçamentos dendríticos secundários foram correlacionados com propriedades mecânicas, como resistência à tração e dureza (HRB e HV). A liga de latão 60/40 foi vazada em molde de areia com base de cobre objetivando uma condição de solidificação unidirecional. O monitoramento de temperaturas foi realizado utilizando-se termopares do Tipo K posicionados ao longo da altura do lingote. O lingote solidificado foi dividido em várias secções ao longo de sua altura, e para cada secção foram retirados corpos de provas para análises metalográficas e ensaios de tração, segundo a norma da ASTM e 8M-97. Foram obtidas expressões empíricas do tipo σu = f(λ2), HRB = f(λ2), HV = f(λ2) e σu = f(HRB).

Palavras-chave

Solidificação, Microestrutura, Propriedades mecânicas

Abstract

The present paper investigates the solidification characteristics and their influence in mechanical and metallurgical properties in brass alloy (60/40). The solidification micro structural parameter, secondary dendritic arm spacing, was analyzed with solidification parameters, such as thermal gradient, solidification rate and cooling rate, which were obtained experimentally. The mechanical behavior such as tensile strength and hardness (Brinell and Vickers) were correlated with the secondary dendritic spacing. The brass alloy 60/40 was poured in a sand mould with a cooled copper base to provide a unidirectional solidification. The monitoring of temperatures was carried out by k-type thermocouples which were placed along the ingot height. The brass ingot was divided in different sections along its height and the specimens for metallographic analysis and mechanical tests were taken in accordance with the norm of ASTM E 8M – 97. Empirically expressions for σu = f(λ2), HRB = f(λ2), HV = f(λ2) and σu = f( HRB) were taken.

Keywords

Solidification, Microstructure, Mechanical properties

Referências



1 BOETTINGER, W. J., CORIELL, S. R., GREER, A. L., KARMA, A., KURZ, W., RAPPAZ, M., TRIVEDI, R. Solidification microstructures: recent developments, future directions. Acta Materialia, v. 48, n. 1, p. 43-70, Jan. 2000.

2 KURZ, W., BEZENÇON, C; GÄUMANN, M. Columnar to equiaxed transition in solidification processing. Science and Technology of Advanced Materials, v. 2, n.1, p.185-191, Mar. 2001.

3 GIALANELLA, S., LUTTEROTTI, L. Metastable structure in α-β´ brass. Journal of Alloys and Compounds, v. 317-318, p. 479-484, April 2001.

4 MAHAPATRA, R. B., WEINBERG, F. The columnar to equiaxed transition in tin-lead alloys. Metallurgical Transactions, v.18B, n. 2, p. 425-432, June 1987.

5 ROWLEY, M. T. Casting copper-base alloys. Illinois: American Foundrymen´s Society, 1984.

6 BRADASCHIA, C. Cobre e ligas de cobre para fundição: tipos, propriedades, aplicações. Porto Alegre, 1974. [Palestras]

7 COUTINHO, T. A. Metalografia de não ferrosos: análise e prática. São Paulo: Edgar Blücher, 1980.

8 ASTM E8M-97: Standart test methods tension testing of metallic materials. Annual Book of ASTM Standards, v. 03.01, 1997. p. 77-97.

9 ASTM E112-96: Standard test methods for determining average grain size. Annual Book of ASTM Standards, v. 03.01, 1998. p. 229-251.

10 ASTM E92-82: Standard test method for vickers hardness of metallic materials. Annual Book of ASTM Standards, v.03.01, 1992. p. 1-9.

11 STANFORD, N.; BATE, P. S. Crystallographic variant selection in α-β brass. Acta Materialia, v. 53, n. 3, p. 859-867, Feb. 2005.

12 GRONOSTAJSKI, Z. J. Correlation between stress-strain relation and phase transformation in copper alloys. Materials Processing Technology, v.119, n. 1, p. 244-250, Dec. 2001.

13 CORRÊA, E. C. S., AGUILAR, M. T. P., CETLIN, P. R. The effect tension/torsion strain path changes on the work hardening of Cu-Zn brass. Materials Processing Technology, v.124, n. 3, p. 384-388, June 2002.
588696cd7f8c9dd9008b46de 1573492069 Articles
Links & Downloads

Tecnol. Metal. Mater. Min.

Share this page
Page Sections