Ref.: MCoMac30-001
Apresentador: GUILHERME LEMOS
Autores (Instituição): LEMOS, G.(Universidade Estadual de Ponta Grossa); Henriques, V.A.(Instituto de Aeronáutica e Espaço); Cintho, O.M.(Universidade Estadual de Ponta Grossa); Walchaki, G.L.(Universidade Estadual de Ponta Grossa); Hupalo, M.F.(Universidade Estadual de Ponta Grossa);
Resumo:
Objetivo: desenvolvimento de compósitos de matriz metálica de titânio via metalurgia do pó com reforço de carboneto de titânio. As ligas de titânio são aplicadas em situações onde requer baixa densidade (4,51g/cm3) com alta resistência mecânica (limite de escoamento de 150-1200MPa). Esta combinação de propriedades é denominada resistência específica, um importante fator a se considerar em projetos nas indústrias aeroespacial e aviação. Outra importante propriedade é resistência a oxidação/corrosão, podendo operar até 500°C. Também são empregadas em implantes, tendem a não reagir com fluídos corporais, módulo de elasticidade mais próximo do osso, quando comparado a outras ligas. Uma desvantagem do titânio é baixa resistência ao desgaste, para amenizar problemas tribológicos, bem como aumentar a resistência mecânica, têm-se produzido compósitos com reforços cerâmicos. Foram produzidos compósitos da liga de titânio Ti-13Nb-13Zr, com adições de reforço cerâmico descontínuo de carboneto de titânio, as frações mássicas foram de: 0, 5, 10, 15 e 20%. Inicialmente foram caracterizados os pós das matérias-primas, tamanho de partícula D(50) para hidreto de titânio: 8,15mic, para hidreto de nióbio 9,72mic, hidreto de zircônio 4,10mic e carboneto de titânio foi de 4,09mic; de modo geral, a morfologia dos pós apresentou-se entre angular, irregular, facetada e em formato de bastões (NbH), na difração de raios X foi encontrado apenas picos dos pós avaliados. Na caracterização física, as densificações para os compósitos sinterizados a 1400°C, variaram de 93,0% a 95,5%. A composição química da amostra monolítica apresentou resultados coerentes com o esperado: 13,3% de nióbio, 12,2% de zircônio, 0,3% de ferro; esta composição foi utilizada para obtenção dos cálculos termodinâmicos, que apresentou um gráfico coerente com a literatura científica. Para as amostras sinterizadas, a quantificação de fases por difração de raios X apresentou os seguintes resultados: para a amostra monolítica, 53,4% de fase alfa e 46,6% de fase beta; com adições do reforço de carboneto de titânio (TiC) verificou-se que a fase beta manteve com valores próximos de 41-43%, enquanto que a fase alfa diminuiu com adições do reforço: de 46,5% para 35,7% (amostra 20%-TiC). Nas caracterizações por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, pode-se observar a microestrutura da matriz, com morfologia do tipo Widmanstätten com os carbonetos dispersos pela matriz (para menores quantias), enquanto que para maiores quantidades, tende-se a formar uma rede de reforço ao redor das células de Widmanstätten, ocorreu refinamento microestrutural conforme aumenta-se a quantidade do reforço de TiC, nota-se diminuição das regiões de alfa, que concomita com difração de raios X. No EDS, nióbio particiona na fase beta, titânio possui maior particionamento na fase alfa, zircônio na fase beta. Dureza Vickers aponta melhoria: 350HV-2 (amostra monolítica) para 475-500HV-2 para os compósitos.