Efeitos Das Adições De Mn E Gd No Envelhecimento Da Liga Cu-18,9% At Al

Abstract

The system Cu-Al, is of great academic and technological interest, because it has different types of transitions, as well as excellent properties, in which shape memory is highlighted, which can be defined as the capacity of a material, after having been plastically deformed, to return to the state or Initial form through a supply of energy, such as thermal or electric. In order to improve shape memory property, many scientists have added other elements to the Cu-Al system, such as Mn, Ag, Ti, Ni, among others. With the data obtained to date, it was possible to conclude that the shape memory effect is a property of the martensitic phase ( '), coming from the high temperature phase. The addition of Mn stabilizes the  phase at room temperature, allowing the formation of the martensitic phase (') at room temperature. In this work the effects of the additions of Mn and Gd on the aging of the Cu-18.9% at Al alloy were studied using different experimental techniques. The method of variation of microhardness as a function of aging time has been used successfully to study the kinetic behavior of the alloy. With the results provided by this technique, in conjunction with mathematical artifacts, it is possible to obtain the fraction transformed (y) at each instant of time (t), hardening rate, incubation period, kinetic parameters, Which indicate which mechanism may be most suitable for the transitions occurring, such as parameter (n) that depends on the nucleation and growth mechanism, besides also providing the velocity constant (k). The results obtained for the studied alloys showed that the presence of Gd accelerates the decomposition of some phases and induces the formation of other phases. In addition, Gd decreases the mechanical property of martensitic phase (') and enables the formation of new intermetallic compounds with Gd. The increases in the aging temperature decreases the incubation period and increases the hardening rate. All reactions sequences that occur on aging were identified, and the values of activation energies attributed to the phases transitions were calculated.

O sistema Cu-Al, possui grande interesse tanto acadêmico como tecnológico, devido possuir tipos diferentes de transições, além de excelentes propriedades, no qual se destaca a memória de forma, que pode ser definido como a capacidade de um material, após ter sido deformado plasticamente, voltar ao estado ou forma inicial através de um fornecimento de energia, como térmico ou elétrico. Com o objetivo de melhorar a propriedade de memória de forma, muitos cientistas adicionaram outros elementos ao sistema Cu-Al, como Mn, Ag, Ti, Ni entre outros. Com os dados obtidos até a atualidade, foi possível concluir que o efeito memória de forma é uma propriedade da fase martensítica (’), proveniente da fase  de alta temperatura. A adição do Mn estabiliza a fase  em temperatura ambiente, possibilitando a formação da fase martensítica ’ em temperatura ambiente. Neste trabalho os efeitos das adições de Mn e Gd sobre o envelhecimento da liga Cu-18,9%at.Al foram estudados usando diferentes técnicas experimentais. O método de variação de microdureza em função do tempo de envelhecimento tem sido usado com sucesso para estudar o comportamento cinético da liga. Com os resultados fornecido por essa técnica, em junção com artifícios matemáticos, possibilita obter a fração dados como transformada (y) em cada instante de tempo (t), a taxa de endurecimento, o período de incubação e parâmetros cinéticos, que indicam qual mecanismo pode ser mais adequado para as transições que ocorrem, como o parâmetro (n) que depende do mecanismo de nucleação e crescimento, além de também fornecer a constante de velocidade (k). Os resultados obtidos para as ligas estudadas mostraram que a presença do Gd acelera a decomposição de algumas fases e induz a formação de outras fases. Além disso, o Gd diminui a propriedade mecânica da martensita ’ e favorece a formação de compostos intermetálicos ricos em Gd. O aumento da temperatura de envelhecimento diminui o período de incubação e aumenta a taxa de endurecimento. Todas as sequências de reações que ocorrem durante o envelhecimento foram devidamente identificadas, e os valores de energia de ativação atribuídos às transições de fases encontradas foram calculados.