Obtencao e avaliacao do comportamento a fadiga de compositos de matriz de aluminio submetidos a diferentes tratamentos superficiais mecanicos

Abstract

O objetivo deste trabalho foi a avaliação do comportamento à fadiga de materiais compósitos de matriz metálica (CMM) obtidos pela rota da metalurgia do pó, tendo como variáveis a fração volumétrica de reforços e o tipo de tratamento superficial mecânico utilizado. Foram obtidos materiais compósitos com matriz de alumínio AA 1100 reforçados com partículas de carboneto de silício (SiC) nas frações volumétricas de 5, 10 e 15%. Uma quantidade de material de controle, constituído unicamente pelo material da matriz também foi produzida para fins de comparação. Os materiais obtidos foram caracterizados física, mecânica e microestruturalmente. Os resultados mostraram, de maneira geral, uma distribuição homogênea das partículas de reforço e melhoria do limite de resistência dos compósitos com relação ao material de controle. Entretanto, alguns defeitos como porosidades e veios de alumínio puro foram detectados esporadicamente. Em outra etapa, foram realizados ensaios de fadiga do tipo axial nos materiais em modo tensão-tensão, com razão de tensões R = 0,1 e frequência de 15 Hz. Os tipos de tratamentos superficiais utilizados na confecção dos corpos de prova de fadiga foram: usinagem e jateamento. As variáveis de usinagem foram: taxa de avanço e tipo de ferramenta. Os materiais jateados não apresentaram melhorias significativas de vida à fadiga com relação ao material de controle. Os usinados grosseiramente apresentaram a pior vida em fadiga e as marcas de usinagem, nestes casos, funcionaram como fortes concentradores de tensão. Os reforçados com 5% de SiC, diferentemente daqueles reforçados com 10 e 15%, apresentaram vida à fadiga inferior à do material de controle, ou por causa do menor limite de escoamento ou devido à menor fração volumétrica de reforços. Os materiais usinados com metal duro (MD) não apresentaram diferenças de vida à fadiga com relação aos usinados com PCD, provavelmente devido à classe do metal duro utilizado. Os materiais reforçados com 5% de SiC e jateados apresentaram resultados de fadiga com os maiores desvios padrões. Os materiais reforçados com 5% de SiC apresentaram as menores sensibilidades à fadiga com a variação da carga.