Estudo de melhoria de uma liga de alumínio utilizada na indústria automóvel

Abstract

As ligas de alumínio têm sido alvo de grande interesse para utilização na indústria automóvel, devido ao vasto leque de vantagens que este material tem vindo a demonstrar ao longo do tempo. A partir deste interesse surge o estudo e, por sua vez, o âmbito desta dissertação. O presente trabalho centra-se no estudo do impacto de diferentes combinações de rotas de laminagem (nomeadamente Conventional Rolling (CR), Asymmetric Rolling Continuous (ASRC) e Asymmetric Rolling Reverse (ASRR)) e parâmetros nas propriedades da liga de alumínio AA6022–T4. Numa primeira abordagem variaram-se as velocidades do rolo inferior para as rotas de laminagem assimétrica criando diferentes condições de assimetria. Posteriormente, no segundo estudo, avaliou-se o impacto de cada rota por passo de laminagem. Por último, analisaram-se os efeitos de um tratamento térmico de recozimento. As propriedades avaliadas em cada estudo foram, a dureza através de ensaios de micro-dureza Vickers; o comportamento mecânico através de ensaios de tração; e as texturas cristalográficas através da técnica de EBSD. No final, ao contrário do que se observou na dureza, uma razão menor entre as velocidades dos rolos do laminador conduziu a uma resistência mecânica maior em todas as rotas de laminagem. No que consta ao segundo estudo, verificou-se um aumento quer de dureza, quer de resistência mecânica ao longo da sequência de passos, sendo que os maiores ganhos foram conseguidos nos primeiros passos. Quanto ao tratamento térmico realizado, verificou-se que, sem alterações significativas de dureza e resistência mecânica, conseguiu-se aumentar a deformação total para o CR e o ASRR. Com a análise da textura cristalográfica verificou-se a inexistência de uma variação significativa no tamanho dos grãos ao longo do processo, o aumento do grau de desorientação dos grãos em todas as rotas de laminagem relativamente ao material inicial, e que durante o processo os componentes Cube e Copper da textura inicial diminuem em intensidade sendo favorecida a orientação dos grãos segundo os componentes Brass e S3.

Aluminium alloys have been of great interest for use in the automotive industry due to the wide range of advantages that this material has been showing over time. From this interest arises the study of the impact of different rolling mill combinations (namely Conventional Rolling (CR), Asymmetric Rolling Continuous (ASRC) and Asymmetric Rolling Reverse (ASRR)) and parameters on the properties of the aluminium alloy AA6022 – T4. In a first approach, the speeds of the lower roll were varied for the asymmetric conditions. Subsequently, in the second approach, the impact of each route per rolling step was evaluated and finally, the effects of an annealing heat treatment were analysed. The properties evaluated in each study were hardness through Vickers microhardness tests, mechanical behaviour through tensile tests and crystallographic textures using EBSD technique. In the end, contrary to what was observed in hardness, the decrease of the speed ratio of the rolls was positive in the mechanical resistance in all rolling routes. Regarding the second approach, both hardness and mechanical strength increased along the step sequence, with the greatest gains being achieved in the first steps. Regarding the heat treatment performed, it was found that without significant changes in hardness and mechanical strength, it was possible to increase the total deformation for CR e ASRR. With the analysis of the crystallographic texture, it was found that there was no significant variation in gran size throughout the process, that the grains disorientation increase in all rolling routes relative to the starting material, and during the process, the Cube and Copper components of the initial texture decrease in intensity, favouring the orientation of grains corresponding to Brass and S3 components.