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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Shape memory alloys (SMA) have some exceptional properties such as the shape memory effect and the superelasticity. Both are associated with a martensitic/austenitic phase transformation. Alloys of the system Cu-Al-Ni, Cu- Zn-Al and NiTi belong to this class of material. The interest in the study of Cubased SMA arises from the fact that they are cheaper than NiTi and might achieve better properties in specific applications. Considering the presented facts, the aim of the thesis is to understand the phase transformation and its features such as the stabilization and hysteresis using thermoelastic thermodynamics and a theory of the compatibility between the austenite and martensite for the system Cu-Al-Ni. This system attracts attention of the scientific community because it is a good candidate in the application of high temperature shape memory alloys (HTSMA), working above 100 oC. Another aim of the thesis is to evaluate the mechanical and functional properties of one alloy processed by spray forming, which was selected based in on the previous study. Important correlations were observed on the thermodynamics and crystallographic compatibility with the phase transformation characteristics of the system Cu-Al-Ni, which also enabled the production of an alloy with good functional properties regarding the shape memory effect. As ligas com memória de forma (LMF) possuem propriedades interessantes, como o efeito de memória de forma e o efeito da pseudoelasticidade, que são advindas de uma transformação de fase do tipo austenita/martensita. Dentre as ligas que apresentam estas propriedades, encontram-se as dos sistemas Cu-Al-Ni, Cu-Zn-Al e NiTi. O interesse em estudar as ligas a base de Cu vem do fato de que estas podem apresentar certas vantagens em relação às ligas a base de NiTi, tanto pelo custo reduzido dos elementos da liga e de processamento, como pela alto potencial de atingir melhores propriedades funcionais em aplicações específicas. Considerando essas questões, o objetivo da presente tese é o entendimento das transformações de fase martensíticas termoelásticas e suas características como estabilização e histerese, através de teorias de concentração de elétrons de valência, termodinâmica de transformação termoelástica e teorias de compatibilidade das fases austeníticas e martensíticas para as ligas do sistema Cu-Al-Ni com adições de outros elementos. Este sistema é de interesse da comunidade científica pelo fato de ser um bom candidato na utilização de ligas com memória de forma a altas temperaturas (acima de 100 oC). Um segundo objetivo desta tese é a avaliação das propriedades mecânicas e funcionais de uma liga processada por conformação por spray e que foi selecionada baseando-se nos critérios estudados anteriormente. Foram observadas importantes correlações entre os fatores termodinâmicos e de compatibilidade cristalográfica aqui estudados e as características de transformação de fase em ligas do sistema Cu-Al-Ni, o que permitiu também a produção de uma liga com boas propriedades funcionais no que tange o efeito com memória de forma.

Universidade Federal de Sao Carlos Aluminium alloys of the 7000 series are widely used in structural components in the aircraft industries due to their high strength and low density. However, a large amount of scraps is generated by the machining of the components, which achieves almost 90% of the alloy s initial mass. These wastes are normally used in low performance application, despite of the high quality of the AA7050 alloys. It occurs because is not possible to keep the good mechanical properties of the alloy when it is recycled by conventional casting, which generates high level of segregation of the alloy elements and a coarse microstructure. In this sense, the present work aims the recycling of the aluminium scraps by spray forming and hot extrusion. The spray forming process provides a rapid solidification, making possible to obtain a refined microstructure and a low level of segregation. The hot extrusion closes the pores arising from the previous process and increases the strength by reducing the grain size. After the spray forming the material was hot extruded in a industrial scale equipment in order to close the pores arising from the previous process and improve the strength. A combination of heat treatments concerning homogenization, solution and aging heat treatments were imposed during the process in order to optimize the mechanical properties. The microstructure characterization was carried out in a scanning electronic microscope (SEM) and in a transmission electronic microscope (TEM), combined with x-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimetry (DSC) . The mechanical properties were evaluated by tensile tests. By the analysis of the results we can conclude that the spray forming is a viable route to recycle the Al AA7050 alloys because it can generate refined microstructure and better mechanical properties than the original material. Ligas de Al da série 7000 são amplamente empregadas na fabricação de componentes da indústria aeronáutica devido à sua alta resistência mecânica e baixa densidade. Todavia, o volume de sucata gerado nessa fabricação é bastante alto, pois o processo principal utilizado é a usinagem, onde o aproveitamento é de cerca de 10% da massa inicial. Com a reciclagem dessa sucata, embora originada de uma liga de alta qualidade de alto custo, são produzidas peças de aplicações ordinárias, de baixo custo. Isso se deve ao fato das boas propriedades mecânicas da liga original não se manterem quando reciclada por rotas convencionais de fundição, que gera alto teor de segregação dos elementos de liga e microestrutura grosseira. Nesse cenário, a presente dissertação de mestrado objetivou a avaliação da possibilidade da reciclagem dessa sucata de usinagem da liga AA7050 através da rota de conformação por spray, CS, seguida de extrusão a quente. Com o primeiro processo tem-se a vantagem da solidificação rápida, sendo assim possível a obtenção de microestrutura refinada e com baixo nível de segregação. O segundo processo, realizado na seqüência, tem como objetivo o fechamento dos poros, intrínseco ao processo de CS, e aumentar a resistência mecânica por redução do tamanho de grão. Uma combinação de tratamentos térmicos como homogeneização, solubilização e envelhecimento foram realizados na rota de processamento visando otimizar as propriedades mecânicas. As microestruturas foram caracterizadas com uma combinação de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e transmissão (MET), aliadas à difração de raios-X (DRX) e à calorimetria diferencial de varredura (DSC). As propriedades mecânicas foram avaliadas através de ensaio de tração. A análise dos resultados mostra que a conformação por spray, combinada com extrusão e tratamentos térmicos, representa uma rota viável na reciclagem da liga Al 7050, podendo gerar microestrutura refinada e propriedades mecânicas superiores às do material original.