Estudo do fenómeno de relaxação de tensões na liga de alumínio 7050-T6

Abstract

As ligas de alumínio da série 7000 são usadas num vasto número de aplicações estruturais, devido, principalmente, ao facto de combinarem elevada resistência específica, e boa resistência à corrosão. A liga 7050 é particularmente atrativa para a conceção de componentes aeronáuticos, o que se deve, de uma forma geral, às suas excelentes propriedades mecânicas, elevada resistência à corrosão, e boa tenacidade à fratura. Para além disso, a maioria destes componentes está sujeita a ciclos de tensão e deformação variáveis ao longo do tempo, o que os torna particularmente vulneráveis a falhas por fadiga. Nessa perspetiva, quer o desenvolvimento de novos componentes, quer a definição de intervalos de inspeção adequados, pressupõe a utilização de modelos de previsão de vida tão exatos quanto possível. Ora, o desenvolvimento de um modelo adequado pressupõe, em primeira instância, a utilização de propriedades de fadiga do material rigorosas. A presente tese tem como objectivo principal caraterizar o comportamento da liga de alumínio 7050-T6 no regime da fadiga oligocíclica, dando-se ênfase especial ao efeito da razão de deformação (Rε). Os ensaios são efetuados em controlo de deformação, para amplitudes de deformação (∆ε/2) entre 0.5% e 1.5%, considerando valores de Rε iguais a -1, 0 e 0.5. Após os ensaios, as superfícies de fratura são analisadas por microscopia eletrónica de varrimento, para identificar os principais mecanismos de fratura. .

Aluminum alloys of the 7000 series are used in a wide number of structural applications, mainly because they combine high specific strength and good corrosion resistance. The 7050 alloy is particularly attractive for the design of aeronautical components, which is generally due to its excellent mechanical properties, high corrosion resistance, and good fracture toughness. In addition, most of these components are subject to varying stress and strain cycles over time, which makes them particularly vulnerable to fatigue failure.In this perspective, both the development of new components and the definition of adequate inspection intervals presuppose the use of life expectancy models as accurate as possible. However, the development of an appropriate model presupposes, in first instance, the use of stringent fatigue properties of the material. The main objective of this thesis is to characterize the behavior of the 7050-T6 aluminum alloy in the regime of low-cycle fatigue, with special emphasis on the effect of the strain ratio (Rε). The tests are performed under strain-controlled conditions for strain amplitudes (Δε /2) between 0.5% and 1.5%, considering values of Rε equal to -1, 0 and 0.5. After the tests, the fracture surfaces are analyzed by scanning electron microscopy to identify the main fracture mechanisms. .