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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.97.2016.tde-14092016-174334
Documento
Autor
Nome completo
Vagner de Oliveira Machado
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Lorena, 2014
Orientador
Banca examinadora
Nunes, Cristina Bormio (Presidente)
Brito, Vera Lucia Othéro de
Machado, Antonio Jefferson da Silva
Título em português
Estudo das propriedades magnetostrictivas da liga (Fe0,80Al0,20)97B3 obtida por solidificação direcional
Palavras-chave em português
Fe-Al-B
Magnetização
Magnetoestricção
Resumo em português
Neste trabalho foram obtidas barras da liga (Fe0,80Al0,20)97B3 por solidificação direcional (SD), nos diâmetros de 3 e 4 mm, com o objetivo de melhorar a magnetostricção desse material através da introdução de textura. As etapas de produção das barras envolveram a fabricação de lingotes da liga por fusão a arco L1, L2 e L6, seguida de usinagem (U) ou forjamento rotativo (F) a quente. O maior comprimento de barra obtido foi de 50 mm. Através de microscopia eletrônica de varredura e análise de composição por espectroscopia de energia dispersiva, detectou-se a presença de boro nas amostras pela visualização do microconstituinte eutético formado da fase ? e da fase Fe2B. Resultados obtidos por difração de raios X indicam que a amostra da liga L1 para o diâmetro de 4 mm apresentou orientação preferencial nas direções <111>, o que causou uma diminução expressiva da magnetostricção se comparada a da amostra do mesmo lingote para o diâmetro de 3 mm. Medidas de magnetização em função do campo magnético aplicado (Ha) indicaram que a magnetização de saturação das amostras que têm boro são em média 181 Am2/kg, sugerindo que as amostras tem ~ 2% de B. A barras obtidas por SD, tratadas termicamente (CTT) a 1100°C por 6 h, alcançaram uma maior magnetostricção (? = ?l/l), comparada as amostras sem tratamento térmico (STT), no qual o maior valor foi de 73 ? 10-6 na direção longitudinal da barra L1 forjada no diâmetro de 3 mm (L1F3-CTT). O maior fator de sensibilidade d?/dH obtido em função do comprimento da barra L1F3 foi de d?/dH = 0,9 x 10-9 m/A para a razão de aspecto ? = 12. Valor da constante anisotrópica K1 calculada a partir dos resultados experimentais se comparadas com dados da literatura, sugerem que em algumas amostras ocorre ordenamento parcial da fase cúbica da matriz, havendo assim a coexistência das fases Fe3Al (D03) e ?.
Título em inglês
Study of magnetostrictive properties of alloy (Fe0,80Al0,20)97B3 obtained by directional solidification
Palavras-chave em inglês
Magnetostriction. Magnetization. Fe-Al-B.
Resumo em inglês
In this work, bars of the alloy (Fe0,80Al0,20)97B3 were obtained by directional solidification (DS) in diameters of 3 and 4 mm, with the goal of improving the magnetostriction of the material through the introduction of texture. Production steps of the bars involved the manufacture of the alloy ingots, L1, L2, L6, by arc melting, then machining (M) or hot swaging (F). The greatest length that was achieved in a bar was 50 mm. The presence of boron in the samples was identified by scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy, due to the presence of an eutectic microstructure that has dendrites and a microconstituent formed of phases ? and Fe2B. Results obtained by X-ray diffraction indicates that the bar L1 at the diameter of 4 mm showed preferential orientation in the directions <111>, which caused a significant decrease of the magnetostriction compared to the same sample of the bar of diameter 3 mm. Magnetization measurements as a function of applied magnetic field (Ha) reveal that the saturation magnetization of the samples having boron is in average 181 Am2/kg, suggesting that the samples have ~ 2% of boron. The bars obtained by DS, thermally treated (CTT ) at 1100 ° C for 6 h, achieved higher magnetostrictions (? = ?l/l) compared to the samples without heat treatment.The highest value was 73 ? 10-6 was obtained in the longitudinal direction of the bar L1F in the diameter of 3 mm (L1F3-CTT). The maximum sensitivity factor d?/dH found as a function of the bars lengths was d?/dH = 0.9 x 10-9 m/A for an aspect ratio of ? = 12. Values of anisotropic constant K1, calculated using experimental results suggest that in some samples occur partial ordering of the cubic phase matrix , so there is the coexistence of phases Fe3Al ( D03 ) and ?.
 
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EMD14009_O.pdf (3.78 Mbytes)
Data de Publicação
2016-09-14
 
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