Estudo de modificação funcional de materiais por tratamento térmico laser

Abstract

Este trabalho consiste na caraterização mecânica de ligas tratadas termicamente via laser, para aplicação em componentes automóveis. Pretende-se que o tratamento provoque um amaciamento local do material, mantendo as restantes zonas inalteráveis. Para tal, o trabalho foca-se essencialmente na análise experimental da liga de aço DP 1000 e na liga de alumínio AW5754-H111. Inicialmente, o trabalho realizado pretende dar continuidade ao estudo da liga de aço ‘Dual Phase’ DP 1000, estudo realizado numa anterior dissertação, “Modificação funcional de materiais e componentes metálicos por tratamento térmico localizado” [2]. E numa segunda fase, fazer o estudo de uma nova liga de alumínio AW5754-H111. Os materiais foram submetidos a diversos ensaios experimentais. No caso da liga de aço DP 1000, como esta já tinha sido tratada termicamente via laser, apenas foi realizado o ensaio de dureza e microdureza. Já no caso da liga de alumínio, foi realizado um estudo mais aprofundado, no qual se realizou a análise de calorimetria (DSC), tratamento térmico localizado via laser, ensaio de dureza e ensaio de tração. De forma a complementar o estudo, também foi realizado um tratamento térmico de homogeneização. Desta forma, será possível analisar o comportamento das ligas em estudo, liga de aço DP 1000 e liga de alumínio AW5754-H111, estabelecendo correlação entre a temperatura máxima e as modificações das propriedades mecânicas, consequência das alterações microestruturais. No entanto, para a liga de aço DP 1000, os resultados foram contrários à bibliografia existente, pois foi verificado um aumento de dureza do material. No caso da liga de alumínio AW5754-H111, os valores obtidos coincidem com a bibliografia existente, pois a liga de alumínio AW5754-H111, caracteriza-se por ser uma liga não tratável termicamente.

This work consists of the mechanical characterization of alloys thermally treated via laser, for application in automotive components. The purpose of the treatment is to cause a local softening of the material, keeping the remaining areas unchanged. For this, the work focuses essentially on the experimental analysis of the steel alloy DP 1000 and the aluminum alloy AW5754-H111. Initially, the work carried out intends to continue the study of the 'Dual Phase' DP 1000 steel alloy, a study done in a previous dissertation, "Functional modification of materials and metallic components by localized heat treatment" [2]. And in a second phase, study a new aluminum alloy AW5754-H111. The materials were submitted to several experimental tests. In the case of the DP 1000 steel alloy, as it had already been thermally treated via laser, only the hardness and microhardness tests were done. In the case of the aluminum alloy, a more in-depth study was carried out, in which it was done the calorimetry analysis (DSC), the localized heat treatment via laser, the hardness test and the tensile test. In order to complement the study, a heat treatment of homogenization was also done. This way, it will be possible to analyze the behavior of the alloys under study, steel alloy DP 1000 and aluminum alloy AW5754-H111, establishing a correlation between the maximum temperature and changes in mechanical properties, a consequence of microstructural changes. However, for the DP 1000 steel alloy, the results were the opposite to the existing bibliography, as an increase in the material hardness was verified. In the case of the AW5754- H111 aluminum alloy, the values obtained coincide with the existing bibliography, since the AW5754-H111 aluminum alloy is characterized by being a non-heat treatable alloy.