Desenvolvimento de ligas de sistema Al-Ni para condutores elétricos: caracterização da liga 1350 modificada com teores de 1%, 2%, 3% e 4% de níquel
| dc.contributor.advisor-co1 | PRAZERES, Emerson Rodrigues | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8918189837419936 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor-co1ORCID | https://orcid.org/0000-0001-9695-6821 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | COSTA, Deibson Silva da | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1521124351431087 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1ORCID | https://orcid.org/0000-0002-2165-2628 | pt_BR |
| dc.creator | ARAÚJO, Yan Christian Silva de | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/5136415587850242 | pt_BR |
| dc.creator.ORCID | https://orcid.org/0009-0006-7841-1020 | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2026-02-13T00:17:09Z | |
| dc.date.available | 2026-02-13T00:17:09Z | |
| dc.date.issued | 2026-01-23 | |
| dc.description.abstract | The continuous growth in global demand for electrical energy imposes the challenge of developing overhead conductors that combine high energy efficiency and mechanical reliability. Aluminum alloy 1350, although the standard for electrical conductivity, presents limitations in tensile strength, while precipitation-hardened alloys, such as 6201, penalize current carrying capacity. In this context, this study investigated the development and characterization of Al-Ni system alloys with nickel contents of 1%, 2%, 3%, and 4% by weight. The alloys were manufactured via direct casting in a U-shaped metallic mold and cold-rolled, aiming to achieve an optimized balance of properties through dispersion strengthening and matrix purification (scavenging effect) mechanisms. The methodology included macrostructural characterization, electrical resistivity tests, uniaxial tensile testing, chemical analysis by optical emission spectrometry, and fractography via Scanning Electron Microscopy (SEM). Results demonstrated that the addition of nickel promoted grain refinement, shifting the macrostructure from columnar to equiaxed. The 2% Ni alloy stood out as the optimal composition, reaching an Ultimate Tensile Strength (UTS) of 264.70 MPa — an absolute increase of 132.29 MPa (99.9%) compared to the 1350 alloy — while maintaining an electrical conductivity of approximately 65.28% IACS. Fractographic analysis confirmed a ductile behavior for this composition, characterized by the presence of equiaxed dimples nucleated by Al3Ni particles. On the other hand, the 4% Ni alloy exhibited brittle behavior and matrix saturation, making its processing unfeasible. It is concluded that the Al-2%Ni alloy represents the optimal composition, proving to be competitive with commercially available overhead conductors. | en |
| dc.description.resumo | O contínuo crescimento da demanda global por energia elétrica impõe o desafio de desenvolver condutores aéreos que combinem alta eficiência energética e confiabilidade mecânica. A liga de alumínio 1350, embora padrão em condutividade elétrica, apresenta limitações de resistência à tração, enquanto ligas endurecidas por precipitação, como a 6201, penalizam a capacidade de transmissão de corrente. Neste contexto, este trabalho investigou o desenvolvimento e a caracterização de ligas do sistema Al-Ni com teores de 1%, 2%, 3% e 4% em massa de Níquel. As ligas foram fabricadas via fundição direta, em coquilha metálica no formato de “U” e laminadas a frio, visando obter um balanço otimizado de propriedades através dos mecanismos de endurecimento por dispersão e purificação da matriz (efeito scavenging). A metodologia compreendeu a caracterização macroestrutural, ensaios de resistividade elétrica, tração uniaxial, análise química por espectrometria de emissão óptica e fractografia via Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados demonstraram que a adição de níquel promoveu o refino do grão, alterando a macroestrutura de colunar para equiaxial. A liga com 2% de Ni destacou-se como a composição ótima, atingindo um Limite de Resistência à Tração (LRT) de 264,70 MPa apresentando um incremento de 99,9% em relação à liga 1350, mantendo uma condutividade elétrica de aproximadamente 65,28% IACS. A análise fractográfica confirmou um comportamento dúctil para esta composição, com a presença de dimples equiaxiais nucleados por partículas de Al3Ni. Por outro lado, a liga com 4% de Ni apresentou comportamento frágil e saturação da matriz, inviabilizando seu processamento. Conclui-se que a liga com 2% de Ni destacou-se como a composição ótima, atingindo um Limite de Resistência à Tração (LRT) de 264,70 MPa, apresentando um incremento absoluto de 132,29 MPa (99,9%) em relação à liga 1350, mantendo uma condutividade elétrica por volta de 65,28% IACS, se mostrando competitiva em relação aos cabos condutores que são comercializados. | pt_BR |
| dc.identifier.citation | ARAÚJO, Yan Christian Silva de. Desenvolvimento de ligas de sistema Al-Ni para condutores elétricos: caracterização da liga 1350 modificada com teores de 1%, 2%, 3% e 4% de níquel. Orientador: Deibson Silva da Costa. 2026. 65 f. Trabalho de Curso (Bacharelado em Engenharia de Materiais) – Faculdade de Engenharia de Materiais, Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2026. Disponível em:https://bdm.ufpa.br/handle/prefix/9212. Acesso em: . | pt_BR |
| dc.identifier.uri | https://bdm.ufpa.br/handle/prefix/9212 | |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.rights.license | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.source | Disponível na internet via Sagitta | pt_BR |
| dc.subject | Condutores aéreos | pt_BR |
| dc.subject | Condutividade elétrica | pt_BR |
| dc.subject | Al-Ni | pt_BR |
| dc.subject | Liga 1350 | pt_BR |
| dc.subject | Overhead conductors | en |
| dc.subject | Electrical conductivity | en |
| dc.subject | 1350 alloy | en |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO::TRATAMENTO TERMICOS, MECANICOS E QUIMICOS | pt_BR |
| dc.title | Desenvolvimento de ligas de sistema Al-Ni para condutores elétricos: caracterização da liga 1350 modificada com teores de 1%, 2%, 3% e 4% de níquel | pt_BR |
| dc.type | Trabalho de Curso - Graduação - Monografia | pt_BR |