Equal Channel Angular Pressing — ECAP

PMT2406 – Mecânica dos MateriaisMetálicos

Claudio Geraldo Schon

Departamento de Engenharia Metalurgica e de Materiais

Escola Politecnica da Universidade de Sao Paulo

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Equal-Channel Angular Pressing

Baseado em R. Z. Valiev, T. G. Langdon “Principles ofequal-channel angular pressing as a processing toolfor grain refinement” Progr. Mater. Sci. 51 (2006)881–981.

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ECAP

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ECAP - Princípios

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Rotas de processamento

• Rota A (nenhuma rotação)• Rota BA (± 90o em torno de X)• Rota BC (+ 90o em torno de X)• Rota C (180o em torno de X)

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Rotas de processamento

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Rotas de processamento

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ECAP - contínuo

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Velocidade de prensagem

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Temperatura

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Ângulos

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Ângulo

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Ângulo

Tungstênio (W):

Φ = 110◦, T = 1273K, 8 passes, rota C.

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Aquecimento histerético

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Aquecimento histerético

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Microestrutura

Após um passe de ECAP:

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Microestrutura

Após dois passes de ECAP:

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Microestrutura (monocristais)

Após um passe de ECAP:

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Microestrutura (metais puros)

Após um passe de ECAP (Al):

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Microestrutura (metais puros)

Após dois passes de ECAP (Al):

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Microestrutura (metais puros)

Após quatro passes de ECAP:

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Microestrutura (contornos de grão)

Fração de contornos de alto ângulo na microestrutura:

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Microestrutura (ligas)

Al-1%Mg (após 6 passes) e Al-3%Mg (após 8passese):

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Microestrutura (ligas)

Al-3%Mg + recozimento a 473K/1h:

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Recristalização

Al puro após 1 hora:

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Recristalização

Al-1%Mg após 1 hora:

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Precipitação

Al-Zn-Mg (AA7034), como recebido e após ECAP:

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Ligas multifásicas

Ti-6Al-4V (α + β), (a) Ângulo de 135o e 12 passes, (b)Ângulo de 120 o e 8 passes:

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Ligas multifásicas

Ti-6Al-4V (α + β), (a) Ângulo de 135o e 12 passes, (b)Ângulo de 120 o e 8 passes:

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Propriedades mecânicas

Al-Mn (AA 3004), relação entre resistência eductilidade após ECAP:

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Propriedades mecânicas

Cu (ε = 10−3 s−1, curvas tensão-deformação apósECAP:

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Propriedades mecânicas

Quebra do paradigma Resistência - Ductilidade:

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Propriedades mecânicas

Dureza Vickers da liga Al - 10.8% Ag em função do tempode envelhecimento a 373K após solubilização (ST),laminação a frio (CR) e ECAP.

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Propriedades mecânicas

Curvas σ × ε da liga Al - 10.8% Ag envelhecidas a 373Kpor 100h após solubilização (ST), laminação a frio (CR) eECAP.

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Propriedades mecânicas

Curvas tensão-deformação do titânio nanocristalino (d = 260 nm):

A → T = 300K, ε = 1 × 10−3 s−1

B → T = 77K, ε = 1 × 10−3 s−1

C → T = 77K, ε = 1 × 10−2 s−1

D → T = 77K, ε = 1 × 10−1 s−1

E → Ti convencional a 77K PMT2406 – Mecanica dos Materiais Metalicos – p. 35

Propriedades mecânicas

Fadiga:• Nucleação da trinca é controlada pela resistência

do material• Propagação da trinca é controlada pela

ductilidade do material

⇒ Aumento da resistência à fadiga em materiaisprocessados por ECAP.

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Propriedades mecânicas

Curvas S-N do titânio nanocristalino:

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Propriedades mecânicas

Estabilidade térmica ✗

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Propriedades mecânicas

Superplasticidade ✓

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Propriedades mecânicas

Superplasticidade ✓

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