Ensaios de metais, ligas e revestimentos

Os Sistemas Sonelastic® permitem a determinação não-destrutiva e com alta precisão dos módulos de elasticidade e do amortecimento de metais, ligas e revestimentos. São sistemas com excelente relação custo-benefício e aplicáveis a uma ampla gama de geometrias e dimensões, permitem ensaiar cilindros, barras retangulares, discos e anéis com dimensões entre 15 mm e 5,3 metros.

Corpos de prova metálicos prontos para serem testados
Corpos de prova metálicos prontos para serem ensaiados pelos Sistemas Sonelastic® para o refinamento de análises pelo Método de Elementos Finitos (FEA/FEM).

Os Sistemas Sonelastic® empregam a Técnica de Excitação por Impulso para a determinação não-destrutiva dos módulos elásticos de materiais metálicos de acordo com a norma ASTM E1876. Variações dos módulos elásticos revelam informações sobre a microestrutura, a presença e a evolução de defeitos destes materiais.

Aplicações

Os Sistemas Sonelastic® possuem uma ampla gama de aplicações na caracterização, desenvolvimento e controle de qualidade materiais metálicos e revestimentos:
  • - Estudo da influência de alterações microestruturais sobre as propriedades elásticas;
  • - Refinamento de análises via método dos elementos finitos (FEA/FEM);
  • - Monitoramento de processos de têmpera e revenimento;
  • - Refinamento de ensaios de fluência e fadiga;
  • - Desenvolvimento de ligas biocompatíveis com baixo módulo de elasticidade;
  • - Caracterização do módulo de elasticidade de revestimentos por aspersão térmica (plasma spray).

A caracterização dos módulos elásticos empregando os Sistemas Sonelastic permite refinar simulações que empregam o método dos elementos finitos
A caracterização dos módulos elásticos empregando os Sistemas Sonelastic permite refinar simulações que empregam o método dos elementos finitos, como a da ilustração acima.

Empregando a metodologia descrita nos artigos de Chiu e Case (https://doi.org/10.1016/0921-5093(91)90359-U) e de Tillmann, Selvadurai e Luo (https://doi.org/10.1007/s11666-012-9855-x), é possível determinar o módulo de elasticidade de camadas de revestimentos aplicados em substratos por aspersão térmica (termal spray). Nas imagens abaixo são ilustradas a aplicação de um revestimento via aspersão térmica em vácuo e a determinação do módulo de elasticidade de um corpo de prova composto por substrato e revestimento via Técnica de Excitação por Impulso (Sonelastic®).

  • Specimen data entry
  • 1
  • 2
A primeira figura ilustra a aplicação de um revestimento via aspersão térmica em vácuo (DLR). A segunda figura ilustra a determinação do módulo de elasticidade de um corpo de prova composto por substrato e revestimento aplicado via aspersão térmica.

Exemplos de aplicações dos Sistemas Sonelastic® relacionadas a metais e ligas

ReliaCoat Technologies, LLC
ReliaCoat Technologies, LLC

Aplicação: Caracterização de revestimentos aplicados por aspersão térmica para otimização de processo, análise elástica e de evolução de stress.

Center for Thermal Spray Research (SBU/MSCE/CTSR)
Center for Thermal Spray Research (SBU/MSCE/CTSR)

Aplicação: Caracterização de revestimentos aplicados por aspersão térmica.

The Indium Corporation of America
The Indium Corporation of America

Aplicação: Caracterização do módulo de elasticidade de ligas metálicas.

TELSONIC
TELSONIC

Aplicação: Inspeção de recebimento de ligas metálicas de titânio, aço e alumínio; refinamento de análises de elementos finitos (FEA) de sonotrodos e componentes ultrassônicos de potência.

WPS ULTRA-SÔNICA
WPS ULTRA-SÔNICA

Aplicação: Caracterização de ligas metálicas para o refinamento de análises de elementos finitos (FEA) de sonotrodos e componentes ultrassônicos de potência.

HORNSONIC Ultrasonic Thailand Technology
HORNSONIC Ultrasonic Thailand Technology

Aplicação: Caracterização de ligas metálicas para o refinamento de análises de elementos finitos (FEA) de sonotrodos e componentes ultrassônicos de potência. Análise de frequência de sonotrodos e componentes ultrassônicos.

AAM American Axle & Manufacturing
AAM American Axle & Manufacturing (anteriomente Metaldyne)

Aplicação: Caracterização dos módulos de elasticidade de materiais metálicos preparados via metalurgia do pó e empregados na fabricação de sistemas automotivos. Refinamento de critérios de inspeção via ressonância acústica.

Laboratório de Materiais Avançados – LAMAV CCT/UENF
Laboratório de Materiais Avançados – LAMAV CCT/UENF

Aplicação: Análise de ferro fundido e de ligas com efeito de memória de forma.
Contato: Profa. Lioudmila A. Matlakhova.

FATEC Sertãozinho
FATEC Sertãozinho

Aplicação: Caracterização dos módulos de elasticidade de aços.
Contato: Prof. Dr. Mauricio Angeloni.

Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) - UFSCar
Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) - UFSCar

Aplicação: Pesquisa e desenvolvimento de ligas metálicas e materiais porosos via metalurgia do pó.
Contato: Prof. Dr. Conrado Afonso e Prof. Dr. Claudemiro Bolfarini.

Universidade Politécnica de Valência, Escola Técnica Superior de Engenharia Industrial
Universidade Politécnica de Valência, Escola Técnica Superior de Engenharia Industrial

Aplicação: P&D de biomateriais metálicos produzidos via metalurgia do pó.
Contato: Prof. Dr. Vicente Amigó Borrás.

MARELLI Electronic Systems and Powertrain – Indaiatuba
MARELLI Electronic Systems and Powertrain – Indaiatuba

Aplicação: Estudo da correlação entre testes de vibração e simulações via elementos finitos de componentes de sistemas de transmissão.
Contato: Eng. Fernando Luiz Windlin.

Exemplos de publicações relacionadas a metais e ligas que empregaram os Sistemas Sonelastic®

Borborema, S.; de Holanda Ferrer, V.; Rocha, A.d.C.; Cossú, C.M.F.A.; Nunes, A.R.V.; Nunes, C.A.; Malet, L.; de Almeida, L.H. “Influence of Nb Addition on α″ and ω Phase Stability and on Mechanical Properties in the Ti-12Mo-xNb Stoichiometric System”. Metals 2022, 12, 1508. https://doi.org/10.3390/met12091508

C. C. Bortolan, L. C. Campanelli, P. Mengucci, G. Barucca, N. Giguère, N. Brodusch, C. Paternoster, C. Bolfarini, R. Gauvin, D. Mantovani. “Development of Ti-Mo-Fe alloys combining different plastic deformation mechanisms for improved strength-ductility trade-off and high work hardening rate”. Journal of Alloys and Compounds, Volume 925, 2022, ISSN 0925-8388, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.166757.

J. Lario, Á. V. Escuder, F. Segovia, V. Amigó. “Electrochemical corrosion behavior of Ti–35Nb–7Zr–5Ta powder metallurgic alloys after Hot Isostatic Process in fluorinated artificial saliva”. Journal of Materials Research and Technology, Volume 16, 2022, Pages 1435-1444, ISSN 2238-7854, https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.12.085.

M. R. da Silva, P. Gargarella, A. H. Plaine, J. Zeisig, S. Pauly, U. Kühn, C. Bolfarini. Microstructural evolution and properties of a Ti-Nb-Ta-Zr-O prepared by high-pressure torsion. Journal of Alloys and Compounds, Volume 864, 2021, ISSN 0925-8388, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.158828.

LEONARDO CONTRI CAMPANELLI, FRANCISCO GIL COURY, YAOFENG GUO, PAULO SERGIO CARVALHO PEREIRA DA SILVA, MICHAEL JOSEPH KAUFMAN AND CLAUDEMIRO BOLFARINI. The role of twinning and nano-crystalline ω phase on the fatigue behavior of the metastable β Ti-15Mo alloy. Materials Science & Engineering A (2018), https://doi.org/10.1016/j.msea.2018.05.069

PEDRO AKIRA BAZAGLIA KURODA, MARILIA AFONSO RABELO BUZALAF, CARLOS ROBERTO GRANDINI. Effect of molybdenum on structure, microstructure and mechanical properties of biomedical Ti-20Zr-Mo alloys. Materials Science & Engineering C (2016), doi: https://doi.org/10.1016/j.msec.2016.05.053

Guesser, W. and Martins, L., "Stiffness and Vibration Damping Capacity of High Strength Cast Irons" SAE Technical Paper 2016-36-0126, 2016. http://dx.doi.org/10.4271/2016-36-0126

Villalva, S., Gennaro, F., Windlin, F., Alegre, G. et al., "Study of Correlation between Vibration Tests and Finite Element Simulations by Means of Impulse Excitation Technique Applied to Components of an Automatized Transmission System" SAE Technical Paper 2013-36-0218, 2013. http://dx.doi.org/10.4271/2013-36-0218

Martins Júnior, J.R.S., Matos, A.A., Oliveira, R.C., Buzalaf, M.A.R., Costa, I., Rocha, L.A., Grandini, C.R., 2017. Preparation and characterization of alloys of the Ti–15Mo–Nb system for biomedical applications. J Biomed Mater Res Part B 2017:00B:000–000. http://dx.doi.org/10.1002/jbm.b.33868

D.R.N. Correa, P.A.B. Kuroda, C.R. Grandini, L.A. Rocha, F.G.M. Oliveira, A.C. Alves, F. Toptan. Tribocorrosion behavior of β-type Ti-15Zr-based alloys. Materials Letters, Volume 179, 2016, Pages 118-121,. ISSN 0167-577X. http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2016.05.045


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