Influência da anodização sulfúrica na resistência à fadiga da liga de alumínio 7175-T74

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

O estudo do comportamento em fadiga dos materiais é de extrema importância para a indústria aeronáutica, considerando componentes estruturais, como os trens de pouso, que estão submetidos a carregamentos cíclicos constantemente. As ligas de alumínio desempenham papel fundamental nesse ramo, principalmente as ligas da série 7xxx. Como esses componentes também operam em ambientes marítimos, os revestimentos anticorrosivos são utilizados como proteção. Dos processos de revestimentos disponíveis atualmente, a substituição dos processos de anodização crômica e cadmiagem é considerada como urgente no meio acadêmico e nos setores industriais, devido à liberação de resíduos prejudiciais à saúde e ao meio ambiente, como Cr+6, e cianetos, gerados após a aplicação dos revestimentos. O objetivo deste trabalho é estudar a influência da anodização sulfúrica na vida em fadiga da liga AA 7175-T74. Os processos de recobrimento também podem reduzir a resistência à fadiga, por induzirem tensões trativas na superfície do material. Para minimizar ou neutralizar os efeitos negativos da anodização, na resistência à fadiga dos materiais, realizou-se estudo com tratamento mecânico de shot peening. Os ensaios de fadiga e a medida de tensões residuais proporcionam uma análise comparativa da resistência à fadiga do revestimento estudado e do material base. Os resultados somente com anodização mostram que há uma redução na resistência à fadiga do material. Os dados de shot peening seguido de anodização sulfúrica mostram que esse tratamento neutraliza os efeitos negativos da anodização e promove um aumento na resistência à fadiga, pela indução de campos de tensões residuais do tipo compressivas na superfície do material

Fatigue behavior of materials is important for aeronautical industry, considering structural components such as landing gear, which are constantly subjected to cyclic loadings. Aluminum alloys have an important role in this matter, especially 7xxx alloys. These components also operate in marine environments, and then coatings are used as protection. Replacement of chromium anodizing processes and cadmium coatings, main coatings processes available today, is considered urgent in academic and industrial sectors due to liberation of wastes harmful to health and environment, as Cr+6, and cyanide. The objective of this work is to study the influence of sulfuric acid anodizing on fatigue life of AA 7175-T74 alloy. Coating processes can also decrease fatigue load by induce tensile stresses in material surface. A study is carried out with mechanical treatment of shot peening to minimize or neutralize negative effects of anodizing on materials fatigue resistance. Fatigue tests and measurement of residual stress provided a comparative analysis of fatigue resistance of coating studied and base material. Results show that only anodizing results had a reduction in fatigue resistance. Shot peening data followed by sulfuric acid anodizing treatment show that this mechanical surface treatment neutralizes negative effects of anodizing and increase fatigue resistance with compressive residual stresses fields on material surface