Estudo da influência de pentóxido de nióbio nas propriedades de uma liga de alumínio produzida por metalurgia do pó

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lima, Beatriz da Costa
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
Texto Completo: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64624
Resumo: Aluminum and its alloys are one of the most versatile, economical and attractive metallic materials on the market due to their characteristics and their wide range of applications, ranging from decorative parts to the construction of automobiles, ships and aircraft. Its alloys consist of an aluminum matrix and other elements responsible for providing new properties or improving existing ones. In addition, another metal with a wide variety of applications, both industrial and commercial, is niobium, which is still little explored in Brazilian soil, since Brazil holds more than 90% of the world's reserves of this material. Just as aluminum has its alloys, niobium also has variations in composition, the so-called oxides of niobium, and niobium pentoxide, also known as Nb 2 O 5 , is one of the most produced and commercialized that exists. Thus, the present work aims to combine an aluminum alloy powder with a niobium pentoxide powder, in proportions of 5%, 10% and 50% by %weight, through powder metallurgy techniques. In addition, the work seeks to perform physical (linear shrinkage, mass variation and porosity), mechanical (hardness), microstructural (optical and scanning electron microscopy and X-ray diffraction) and chemical (X-ray fluorescence) characterizations of the mixtures, evaluating the influence of niobium pentoxide on the general properties of the aluminum alloy. The results showed that there was no standardization in the linear shrinkage data. Furthermore, it was noted that the higher the proportions of niobium pentoxide, the higher the percentages of mass variation and porosity obtained, indicating the incomplete elimination of internal gases produced during sintering. The hardness of the combination went from an average of 29.31 HRA in the alloy with 0% Nb 2 O 5 to 82.40 HRA in the mixture with 50% Nb 2 O 5 , an overall increase of approximately 280%. Therefore, the work showed that the addition of different percentages of niobium pentoxide to an aluminum alloy is capable of improving specific properties, such as hardness. However, changes in other properties such as porosity, linear shrinkage and mass variation must be analyzed according to the desired application.
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Just as aluminum has its alloys, niobium also has variations in composition, the so-called oxides of niobium, and niobium pentoxide, also known as Nb 2 O 5 , is one of the most produced and commercialized that exists. Thus, the present work aims to combine an aluminum alloy powder with a niobium pentoxide powder, in proportions of 5%, 10% and 50% by %weight, through powder metallurgy techniques. In addition, the work seeks to perform physical (linear shrinkage, mass variation and porosity), mechanical (hardness), microstructural (optical and scanning electron microscopy and X-ray diffraction) and chemical (X-ray fluorescence) characterizations of the mixtures, evaluating the influence of niobium pentoxide on the general properties of the aluminum alloy. The results showed that there was no standardization in the linear shrinkage data. Furthermore, it was noted that the higher the proportions of niobium pentoxide, the higher the percentages of mass variation and porosity obtained, indicating the incomplete elimination of internal gases produced during sintering. The hardness of the combination went from an average of 29.31 HRA in the alloy with 0% Nb 2 O 5 to 82.40 HRA in the mixture with 50% Nb 2 O 5 , an overall increase of approximately 280%. Therefore, the work showed that the addition of different percentages of niobium pentoxide to an aluminum alloy is capable of improving specific properties, such as hardness. However, changes in other properties such as porosity, linear shrinkage and mass variation must be analyzed according to the desired application.Alumínio e suas ligas são uns dos materiais metálicos mais versáteis, econômicos e atrativos do mercado devido às suas características e à sua vasta série de aplicações, que vai desde peças decorativas até a construção de automóveis, navios e aeronaves. Suas ligas são constituídas de uma matriz de alumínio e outros elementos responsáveis por proporcionar novas propriedades ou melhorar as já existentes. Além disso, outro metal com uma grande variedade de aplicações tanto industriais quanto comerciais é o nióbio, o qual ainda é pouco explorado em solo brasileiro, uma vez que o Brasil é detentor de mais de 90% das reservas mundiais desse material. Assim como o alumínio possui suas ligas, o nióbio também apresenta variações de composição, os chamados óxidos de nióbio, sendo o pentóxido de nióbio, também conhecido por Nb 2 O 5, um dos mais produzidos e comercializados que existe. Dessa forma, o presente trabalho tem o objetivo de combinar um pó de liga de alumínio com um pó de pentóxido de nióbio, estando este em proporções de 5%, 10% e 50% de %peso, através de técnicas de metalurgia do pó. Além disso, o trabalho busca realizar caracterizações física (retração linear, variação mássica e porosidade), mecânica (dureza), microestrutural (microscopias óptica e eletrônica de varredura e difração de raios-X) e química (fluorescência de raios-X) das misturas, avaliando a influência do pentóxido de nióbio nas propriedades gerais da liga de alumínio. Os resultados mostraram que não houve uma padronização nos dados de retração linear. Ademais, notou-se que quanto maiores as proporções de pentóxido de nióbio, maiores as porcentagens obtidas de variação mássica e porosidade, indicando a incompleta eliminação de gases internos produzidos durante a sinterização. Já a dureza da combinação passou de uma média de 29,31 HRA na liga com 0% de Nb 2 O 5 para 82,40 HRA na mistura com 50% de Nb 2 O 5 , um aumento geral de, aproximadamente, 280%. Portanto, o trabalho permitiu comprovar que a adição de diferentes porcentagens de pentóxido de nióbio a uma liga de alumínio é capaz de melhorar propriedades especificas, como dureza. Entretanto, a alteração de outras propriedades como a porosidade, a retração linear e a variação mássica devem ser analisadas de acordo com a aplicação desejada.Lobo, Cândido Jorge de SousaLima, Beatriz da Costa2022-03-28T18:17:24Z2022-03-28T18:17:24Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfLIMA, Beatriz da Costa. Estudo da influência de pentóxido de nióbio nas propriedades de uma liga de alumínio produzida por metalurgia do pó. 73 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Ceará, Campus de Russas, Russas, 2022.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64624porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-03-28T19:24:15Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/64624Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2022-03-28T19:24:15Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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