Estudo da influência da oxidação a plasma nas propriedades tribológicas da liga metálica TI-6AL-4V.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Siqueira, Rafael Coelho
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11872
Resumo: The oxidation thermal or the plasma on the surface of the titanium mean to improve the surface resistance to corrosion and abrasive wear, increase the surface hardness and increase the thickness of the formed oxide. Oxidation treatment is used to improve the biocompatibility of the Ti-Al-4V alloy. This report wants to determine the effect of plasma oxidation on the tribological properties of the Ti-6Al-4V metal alloy and the effect that the pressure and temperature sputtering parameters used during the treatment could on the surface of the oxidized samples. Samples have a metallographic preparation on the surface until a mirror finish is obtained, the samples are cleaned and dried and then it is to put to inside the plasma reactor that using a pulsed DC electric source. First the sputtering is carried out on the samples and the oxidation treatment is carried out in sequence. During the sputtering, two proportions of gases were used: 50% Ar and 50% H2, and 80% Ar and 20% H2. For the oxidation treatment the gas ratio of 60% Ar and 40% O2 was used. The pressures used during the treatment were 1.65 Torr and 3.75 Torr. The temperatures used were 480 ° C, 520 °C, 670 °C and 705 °C. The treated samples and the untreated material were characterized by the Vickers hardness test and scanning electron microscopy and abrasive micro-wear. It was observed that the variation of the gas proportions in the sputtering and pressure during the treatment had no an expressive impact of variation with respect to the thickness of the formed oxides, surface hardness and resistance to the micro-abrasive abrasive. About to temperature, this shows a better influence on the thickness of the oxide formed, the hardness of the surface and the resistance to abrasive micro-wear. Average variation in film growth thickness was of approximately 1,2 to 6,8 μm. The hardness of the treated surface became higher than that of the untreated material under all treatment conditions and the reduction of surface abrasive micro-wear occurred.
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This report wants to determine the effect of plasma oxidation on the tribological properties of the Ti-6Al-4V metal alloy and the effect that the pressure and temperature sputtering parameters used during the treatment could on the surface of the oxidized samples. Samples have a metallographic preparation on the surface until a mirror finish is obtained, the samples are cleaned and dried and then it is to put to inside the plasma reactor that using a pulsed DC electric source. First the sputtering is carried out on the samples and the oxidation treatment is carried out in sequence. During the sputtering, two proportions of gases were used: 50% Ar and 50% H2, and 80% Ar and 20% H2. For the oxidation treatment the gas ratio of 60% Ar and 40% O2 was used. The pressures used during the treatment were 1.65 Torr and 3.75 Torr. The temperatures used were 480 ° C, 520 °C, 670 °C and 705 °C. The treated samples and the untreated material were characterized by the Vickers hardness test and scanning electron microscopy and abrasive micro-wear. It was observed that the variation of the gas proportions in the sputtering and pressure during the treatment had no an expressive impact of variation with respect to the thickness of the formed oxides, surface hardness and resistance to the micro-abrasive abrasive. About to temperature, this shows a better influence on the thickness of the oxide formed, the hardness of the surface and the resistance to abrasive micro-wear. Average variation in film growth thickness was of approximately 1,2 to 6,8 μm. The hardness of the treated surface became higher than that of the untreated material under all treatment conditions and the reduction of surface abrasive micro-wear occurred.O tratamento de oxidação na superfície do titânio, seja térmico ou a plasma, busca melhorar a resistência da superfície a corrosão e ao desgaste através do aumento da espessura do óxido do metal. Tal tratamento também é utilizado para melhorar a biocompatibilidade da liga Ti-Al-4V. Este trabalho tem como objetivo determinar o efeito da oxidação a plasma nas propriedades tribológicas da liga metálica Ti-6Al-4V. Busca-se entender a influência da alteração na proporção de gases durante a ablação e o efeito que a pressão e temperatura de tratamento têm sobre a camada formada por oxidação a plasma. O tratamento de oxidação a plasma foi realizado nas amostras polidas e limpas utilizando fonte DC-pulsada. Primeiro é realizada a ablação a plasma nas amostras e em sequência é realizado o tratamento de oxidação. Durante a ablação foram utilizadas duas proporções de gases, sendo 50% Ar e 50% H2 e 80% Ar e 20% H2. Para o tratamento de oxidação foi utilizada a proporção de gases de 60% Ar e 40% O2. As pressões utilizadas durante o tratamento foram de 1,65 Torr e 3,75 Torr. As temperaturas estudadas foram de 480 ºC, 520 ºC, 670 ºC e 705 ºC. As amostras com e sem tratamento foram caracterizadas pelo teste de microdureza Vickers, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratometria de raios-x (DRX) e microdesgaste abrasivo por esfera fixa. Observa-se que as variações nas proporções de gases durante a ablação e nas pressões durante o tratamento não tiveram um efeito expressivo na espessura dos óxidos formados, na dureza da superfície e na resistência ao microdesgaste abrasivo, enquanto a temperatura apresentou efeito contrário. Ocorreu a variação na espessura do óxido de aproximadamente 1,2 a 6,8 µm ao aumentar a temperatura de 480 ºC a 705 ºC respectivamente. A dureza da superfície tornou-se superior ao do material sem tratamento em todas as condições de tratamento, sendo que os óxidos formados foram anatase e rutilo, ocasionando o aumento da resistência ao desgaste, mostrando efetividade do tratamento.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)23038.013648/2018-51porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus SorocabaPrograma de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais - PPGCM-SoUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 BrazilCC0 1.0 Universalhttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/info:eu-repo/semantics/openAccessTi-6Al-4V; microdesgaste abrasivo; plasma; oxidação; ablação; DC -pulsada.Ti-6Al-4V; abrasive micro-wear; plasma; Oxidation, Sputtering; DC pulsed.ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAEstudo da influência da oxidação a plasma nas propriedades tribológicas da liga metálica TI-6AL-4V.Study of the influence of plasma oxidation on tribological properties of metal alloy TI-6AL-4V.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis6006002e0ccbe4-239e-4ea0-8af9-1795e5947e1breponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALversão para deposito.pdfversão para deposito.pdfArtigo principalapplication/pdf2974456https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11872/1/vers%c3%a3o%20para%20deposito.pdf15e377ad8e0aeb647e8b096850604180MD51folha de aprovação 002 (2).jpgfolha de aprovação 002 (2).jpgimage/jpeg433790https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11872/3/folha%20de%20aprova%c3%a7%c3%a3o%20002%20%282%29.jpg2dfe0e7cb7e3c3867f06b1ad1d2b4202MD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8701https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11872/4/license_rdf42fd4ad1e89814f5e4a476b409eb708cMD54TEXTversão para deposito.pdf.txtversão para deposito.pdf.txtExtracted texttext/plain104840https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11872/5/vers%c3%a3o%20para%20deposito.pdf.txtc10db29f6d0570f27721737f7d20d860MD55THUMBNAILversão para deposito.pdf.jpgversão para deposito.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6328https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11872/6/vers%c3%a3o%20para%20deposito.pdf.jpgdb8075531e61cb3c367998a11912a233MD56folha de aprovação 002 (2).jpg.jpgfolha de aprovação 002 (2).jpg.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg8741https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11872/7/folha%20de%20aprova%c3%a7%c3%a3o%20002%20%282%29.jpg.jpgf9081a70ee6651b68140633e04969a50MD57ufscar/118722023-09-18 18:31:46.009oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/11872Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:46Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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