Fenômeno de fratura intergranular assistida por oxidação em superligas de níquel 718
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/9588 |
Resumo: | A superliga de níquel Inconel 718 tem sido usada por décadas nas indústrias aeroespacial e nuclear por sua boa combinação de resistência mecânica e resistência à oxidação. No entanto, entre aproximadamente 650 e 850ºC, ocorre o fenômeno identificado na literatura pela sigla OAIC (Oxidation Assisted Intergranular Cracking), que lhe confere um comportamento frágil e, portanto, estabelece um limite de temperatura à sua aplicação. Apesar do número de trabalhos disponíveis na literatura sobre o tema, não há explicação consistente sobre os mecanismos responsáveis pela sua ocorrência e a dependência destes com as variáveis termodinâmicas e as condições de carregamento. Por isso, o fenômeno foi caracterizado através de ensaios de tração a quente em diferentes taxas de deformação e por microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, a partir do material na condição solubilizada. A faixa de temperatura de ocorrência do fenômeno, segundo a evidência da presença de trincas intergranulares nas superfícies de fratura, variou conforme a taxa aplicada, manifestando-se entre 650 e 900ºC. O efeito da disponibilidade de oxigênio foi observado e, embora necessária, não demonstrou ser determinante no efeito de fragilização. Os resultados indicam que a decomposição do NbC e a consequente formação de Nb2O5 não explicam plenamente o mecanismo para a fratura e nem corroboram a sua cinética. Por outro lado, a segregação de Nb e a precipitação dinâmica de γ” nos contornos, associados a um estado de tensões nessa região podem explicar a rápida nucleação e propagação de trincas. |
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Varela, Amanda de VasconcelosRezende, Monica CostaAraújo, Leonardo SalesPinto, André LuizAlmeida, Luiz Henrique de2019-09-16T13:47:50Z2023-11-30T03:01:03Z2017-09http://hdl.handle.net/11422/9588A superliga de níquel Inconel 718 tem sido usada por décadas nas indústrias aeroespacial e nuclear por sua boa combinação de resistência mecânica e resistência à oxidação. No entanto, entre aproximadamente 650 e 850ºC, ocorre o fenômeno identificado na literatura pela sigla OAIC (Oxidation Assisted Intergranular Cracking), que lhe confere um comportamento frágil e, portanto, estabelece um limite de temperatura à sua aplicação. Apesar do número de trabalhos disponíveis na literatura sobre o tema, não há explicação consistente sobre os mecanismos responsáveis pela sua ocorrência e a dependência destes com as variáveis termodinâmicas e as condições de carregamento. Por isso, o fenômeno foi caracterizado através de ensaios de tração a quente em diferentes taxas de deformação e por microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, a partir do material na condição solubilizada. A faixa de temperatura de ocorrência do fenômeno, segundo a evidência da presença de trincas intergranulares nas superfícies de fratura, variou conforme a taxa aplicada, manifestando-se entre 650 e 900ºC. O efeito da disponibilidade de oxigênio foi observado e, embora necessária, não demonstrou ser determinante no efeito de fragilização. Os resultados indicam que a decomposição do NbC e a consequente formação de Nb2O5 não explicam plenamente o mecanismo para a fratura e nem corroboram a sua cinética. Por outro lado, a segregação de Nb e a precipitação dinâmica de γ” nos contornos, associados a um estado de tensões nessa região podem explicar a rápida nucleação e propagação de trincas.Nickel Alloy 718 has been used for decades in nuclear and aerospace industries due to its good combination of mechanical and oxidation resistance. However, approximately between 650 and 850ºC, a phenomenon referred to OAIC (Oxidation Assisted Intergranular Cracking) in the literature occurs and it embrittles the alloy, adding a limitation to its application. Despite the numerous studies on this topic, there is no consistent explanation regarding the mechanisms involved nor their dependency on thermodynamic variables or loading conditions. Because of this, we have characterized OAIC by hot tensile testing at different strain rates and scanning and transmission electron microscopies, with the alloy in the solutionized condition. In this study, the phenomenon had different onset temperatures for each deformation rate, indicated by intergranular cracks on the fractured surfaces, between 650 and 900ºC. Oxygen availability was considered, but it was not shown to be crucial to embrittlement. The results suggest that the decomposition of NbC and consequent Nb2O5 formation do not play a decisive role in the mechanism for failure nor agree with its kinetics. On the other hand, we found some evidence that the Nb segregation and dynamic precipitation of γ” on the grain boundaries, together with a stress triaxiality on the region, are associated with fast crack nucleation and propagation.Submitted by Aglair Aguiar (aglair@ct.ufrj.br) on 2019-09-16T13:47:50Z No. of bitstreams: 1 875271.pdf: 5966476 bytes, checksum: 5b2124b7859e455593848ae70c67fc06 (MD5)Made available in DSpace on 2019-09-16T13:47:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 875271.pdf: 5966476 bytes, checksum: 5b2124b7859e455593848ae70c67fc06 (MD5) Previous issue date: 2017-09porUniversidade Federal do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de MateriaisUFRJBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAEngenharia metalúrgica e de materiaisInconel 718OxidaçãoFenômeno de fratura intergranular assistida por oxidação em superligas de níquel 718info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJORIGINAL875271.pdf875271.pdfapplication/pdf5966476http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/9588/1/875271.pdf5b2124b7859e455593848ae70c67fc06MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/9588/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD5211422/95882023-11-30 00:01:03.848oai:pantheon.ufrj.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2023-11-30T03:01:03Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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