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Investigation of the mechanical behaviour and microstructure evolution of titanium alloys under superplastic and hot forming conditions (2017)

  • Authors:
  • Autor USP: SANTOS, MARCIO WAGNER BATISTA DOS - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PMR
  • Subjects: CONFORMAÇÃO MECÂNICA; TITÂNIO
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: Esta tese desenvolvida dentro do acordo de cooperação internacional celebrado entre a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP) e a École des Mines d'Albi-Carmaux tem como tema principal a análise da influência da evolução microestrutural sobre o comportamento mecânico de chapa de liga de titânio - Ti-6Al- 4V sob condições superplásticas e trabalho a quente. O objetivo desta pesquisa é contribuir para o desenvolvimento de processos de conformação não convencional de chapas de ligas a base de titânio utilizadas na manufatura de componentes metálicos. Como objetivo específico, estabelecer uma correlação entre comportamento mecânico e a mudança microestrutural a partir de três tipos de ligas com diferentes tamanhos de grão iniciais (0.5, 3.0 e 4.9 ?m). Os testes foram realizados na faixa de temperatura de 700 a 950 °C combinados às taxas de deformação na faixa de 10-1 s-1 - 10-4 s-1. Para a metodologia, estabeleceu-se uma estratégia de ensaios mecânicos capaz de testar as hipóteses sobre o comportamento do material formuladas no início desta pesquisa. Em seguida, os ensaios mecânicos foram divididos em três partes. Na primeira, utilizou-se um simulador termomecânico modelo Gleeble 3800 para os ensaios a quente variando-se a taxa de deformação (??) entre 10-1 s-1 a 10-3 s-1 e temperaturas da ordem de 700 °C a 850 °C. Na segunda parte dos testes, priorizouse taxas de deformação mais lentas (10-2 s-1 - 10-4 s-1) e temperaturas mais elevadas (800 °C - 950 °C) objetivando atingir as deformações superplásticas do material, nesta etapa utilizou-se como equipamento uma máquina de tração modelo MTS 50kN com câmara de aquecimento acoplada. A terceira parte dos ensaios experimentais envolveu a conformação na condição superplástica por pressão hidrostática (Bulge test) realizadas no LEL-IPT de São José dos Campos. A partir da análise dos dadosexperimentais levantou-se os parâmetros introduzidos no modelo numérico de comportamento mecânico baseado na evolução da microestrutura da chapa testada permitindo a calibração do modelo numérico a partir das equações constituintes e finalmente introduzido no software de elementos finitos (ABAQUS 6.12) e construído a simulação numérica da conformação superplástica por pressão hidrostática. Os principais resultados indicaram uma forte correlação entre microestrutura inicial da conformação superplástica e a quente de onde se pode observar que tanto menor a microestrutura inicial maior será a quantidade do crescimento de grão. Os resultados da conformação superplástica de expansão multiaxial do domo hemisférico foram, então, comparados à simulação numérica permitindo confrontar os dados do modelo numérico do comportamento mecânico com a lei de comportamento estudada, o que possibilitou um melhor entendimento dos mecanismos da conformação plástica em condições de superplasticidade e também de trabalho a aquente do material.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 09.10.2017
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      SANTOS, Marcio Wagner Batista dos; BATALHA, Gilmar Ferreira. Investigation of the mechanical behaviour and microstructure evolution of titanium alloys under superplastic and hot forming conditions. 2017.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-05032018-112239/pt-br.php >.
    • APA

      Santos, M. W. B. dos, & Batalha, G. F. (2017). Investigation of the mechanical behaviour and microstructure evolution of titanium alloys under superplastic and hot forming conditions. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-05032018-112239/pt-br.php
    • NLM

      Santos MWB dos, Batalha GF. Investigation of the mechanical behaviour and microstructure evolution of titanium alloys under superplastic and hot forming conditions [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-05032018-112239/pt-br.php
    • Vancouver

      Santos MWB dos, Batalha GF. Investigation of the mechanical behaviour and microstructure evolution of titanium alloys under superplastic and hot forming conditions [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-05032018-112239/pt-br.php

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