Estudo da utilização de dupla sinterização para melhoria de propriedades mecânicas em peças de Fe-C-Cu obtidas via metalurgia do pó

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pimentel, Felipe Corrêa
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/280409
Resumo: A Metalurgia do Pó é um processo consolidado de conformação mecânica que, ao longo dos anos, tem possibilitado no Brasil e no mundo o desenvolvimento de peças para uma ampla gama de aplicações industriais. Este processo envolve a compactação de uma mistura de pós metálicos sob parâmetros cuidadosamente controlados, visando alcançar uma distribuição homogênea dos poros e tamanhos de grãos, a fim de otimizar a coesão, resistência e densidade do produto final. Uma das etapas cruciais desse processo é o tratamento térmico conhecido como sinterização, no qual ocorre o aquecimento dos pós a uma temperatura abaixo do ponto de fusão, promovendo a ligação mecânica entre as partículas. Para uma compreensão mais profunda das peças sinterizadas é fundamental avaliar e correlacionar suas microestruturas com as propriedades mecânicas resultantes. Assim, neste estudo foi analisado um conjunto de peças que foram submetidas a apenas uma etapa de sinterização, em comparação com outro conjunto de peças que passaram por um processo de dupla sinterização, ambos utilizando parâmetros produtivos idênticos. O objetivo do estudo é avaliar a aplicação da técnica de dupla sinterização para a otimização das propriedades mecânicas de componentes de Fe-C-Cu fabricados por meio de metalurgia do pó. Os testes laboratoriais foram conduzidos para obter imagens da microestrutura, análise de porosidade, além de ensaios de compressão mecânica, dureza e micro dureza. Os resultados obtidos indicam que as peças submetidas a uma única sinterização apresentam uma porosidade média mais elevada, cerca de 25%, caracterizada por poros de formato mais angulado. Adicionalmente, foi constatada uma redução na dureza média, cerca de 13%, e uma capacidade inferior de suportar cargas compressivas em comparação com as peças submetidas a dupla sinterização, aproximadamente 22% a menos. A análise microestrutural não revelou a presença de cobre após a sinterização única que tem papel fundamental na obtenção de têmpera do material. Por outro lado, nas amostras submetidas a dupla sinterização, observou-se uma homogeneidade nos poros e um tamanho que se encontrava dentro dos parâmetros esperados, resultando em um aumento na resistência mecânica
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Assim, neste estudo foi analisado um conjunto de peças que foram submetidas a apenas uma etapa de sinterização, em comparação com outro conjunto de peças que passaram por um processo de dupla sinterização, ambos utilizando parâmetros produtivos idênticos. O objetivo do estudo é avaliar a aplicação da técnica de dupla sinterização para a otimização das propriedades mecânicas de componentes de Fe-C-Cu fabricados por meio de metalurgia do pó. Os testes laboratoriais foram conduzidos para obter imagens da microestrutura, análise de porosidade, além de ensaios de compressão mecânica, dureza e micro dureza. Os resultados obtidos indicam que as peças submetidas a uma única sinterização apresentam uma porosidade média mais elevada, cerca de 25%, caracterizada por poros de formato mais angulado. Adicionalmente, foi constatada uma redução na dureza média, cerca de 13%, e uma capacidade inferior de suportar cargas compressivas em comparação com as peças submetidas a dupla sinterização, aproximadamente 22% a menos. A análise microestrutural não revelou a presença de cobre após a sinterização única que tem papel fundamental na obtenção de têmpera do material. Por outro lado, nas amostras submetidas a dupla sinterização, observou-se uma homogeneidade nos poros e um tamanho que se encontrava dentro dos parâmetros esperados, resultando em um aumento na resistência mecânicaPowder Metallurgy is a well-established mechanical forming process that has enabled the development of parts for a wide range of industrial applications in Brazil and worldwide over the years. This process involves compacting a mixture of metal powders under carefully controlled parameters, aiming to achieve a homogeneous distribution of pores and grain sizes to optimize cohesion, strength, and density of the final product. One of the crucial stages of this process is the heat treatment known as sintering, in which the powders are heated to a temperature below the melting point, promoting mechanical bonding between the particles. For a deeper understanding of sintered parts, it is essential to evaluate and correlate their microstructures with the resulting mechanical properties. Thus, in this study, a batch of parts that underwent only a single sintering step was analyzed and compared with another batch that underwent a double sintering process, both using identical production parameters The study aims to evaluate the application of the double sintering technique for optimizing the mechanical properties of Fe-C-Cu components manufactured through powder metallurgy. Laboratory tests were conducted to obtain images of the microstructure, porosity analysis, as well as mechanical compression tests, hardness, and microhardness tests. The obtained results indicate that the parts subjected to single sintering exhibit higher average porosity, around 25%, characterized by more angular-shaped pores. Additionally, a reduction in hardness average was observed, approximately 13%, as well as a lower capacity to withstand compressive loads compared to parts subjected to double sintering, approximately 22% less. The microstructural analysis did not reveal the presence of copper after single sintering, which plays a crucial role in the tempering of the material. On the other hand, the samples subjected to double sintering showed homogeneity in the pores and a size within the expected parameters, resulting in increased mechanical strengthapplication/pdfporMetalurgia do póSinterizaçãoPropriedades mecânicas dos materiaisPowder metallurgyDouble sinteringMicrostructural propertiesMechanical propertiesQuantitative metallographyEstudo da utilização de dupla sinterização para melhoria de propriedades mecânicas em peças de Fe-C-Cu obtidas via metalurgia do póinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulEscola de EngenhariaPorto Alegre, BR-RS2024Engenharia Metalúrgicagraduaçãoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001211958.pdf.txt001211958.pdf.txtExtracted Texttext/plain91818http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/280409/2/001211958.pdf.txt9c46c838d7d4992ad35296c4ccfd27d1MD52ORIGINAL001211958.pdfTexto completoapplication/pdf2707861http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/280409/1/001211958.pdfc3fac22de5d2ecaf8d02414c68e644f5MD5110183/2804092024-10-26 06:56:01.877567oai:www.lume.ufrgs.br:10183/280409Repositório InstitucionalPUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.bropendoar:2024-10-26T09:56:01Repositório Institucional da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
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