Estudo das variáveis de sinterização a plasma em aço inoxidável austenítico

• Autor(a) principal: Pereira, Raysa Cristiano Paulino
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27649
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Sinterização por plasma; AISI 316L; Densificação; Cátodo oco

Sinterização assistida por plasma é o procedimento no qual o pó compactado é submetido a uma nuvem de descarga luminescente de gás ionizado que, ao interagir com a superfície da peça, permite o aquecimento e densificação dos particulados. Métodos de sinterização a plasma podem produzir materiais com elevados graus de desempenho, sob atmosferas altamente redutivas, fino controle de temperatura e reduzido tempo de processamento quando comparados a métodos convencionais de sinterização. Propõe-se analisar os efeitos da sinterização a plasma em aço inoxidável austenítico AISI 316L, avaliando-se os efeitos da mudança de parâmetros de tratamento, a fim de determinar aqueles que mais se adequem a produção de sinterizados com boa densificação. O estudo dos parâmetros de tratamento foi iniciado com a sinterização de amostras compactadas a 700MPa, sinterizadas sob atmosfera de argônio, com um tempo de isoterma de 30 minutos a uma temperatura aparente de 730°C. Nessa etapa, foram realizadas sinterizações com uso de cátodo oco planar e cátodo oco cilíndrico. As amostras foram avaliadas quanto o percentual relativo de porosidade, geometria dos poros e taxa de aquecimento proporcionados pelo cátodo. Observou-se que amostras sinterizadas com uso de cátodo oco cilíndrico apresentaram reduzida porosidade com elevado grau de circularidade. Em seguida, utilizando cátodo oco cilíndrico, sob mesmos parâmetros de sinterização, foram avaliados os efeitos da variação da pressão de compactação nas amostras, utilizando-se pressões de 555MPa, 655MPa, 700MPa, 750MPa e 800MPa. Nos sinterizados, foram estudados a geometria e distribuição dos poros, os tamanhos de grão, a estrutura cristalina, a dureza aparente e a microdureza das amostras. Amostras sinterizadas com pressões de compactação de 750MPa e 800MPa apresentaram os melhores resultados. Amostras compactadas a 800MPa foram submetidas à sinterizações com taxas de aquecimento de 9,17°C/min (+0,01A/min), 18,8°C/min (+0,02A/min) e 36,8°C/min (+0,05A/min). A morfologia dos poros e sua distribuição foram avaliados, as densificações das amostras foram aferidas. Amostras sinterizadas com taxa de aquecimento de 18,8°C/min (+0,02A/min) apresentaram melhores resultados. Por fim, a fim de avaliar a influência do tempo de isoterma nas sinterizações, utilizando amostras compactadas a 800MPa, com taxa de aquecimento de 18,8°C/min (+0,02A/min) e atmosfera de argônio, sinterizações com tempos de 5 minutos, 15 minutos e 30 minutos de isoterma a 730°C foram realizadas. Foram analisadas a microdureza, a geometria e distribuição dos poros e dos grãos e a densificação das amostras sinterizadas. Amostras sinterizadas com tempo de 30 minutos apresentaram melhor densificação. Amostras sinterizadas a plasma por 15 min também apresentaram uma boa densificação, permitindo uma redução no tempo de tratamento. Os parâmetros para a realização da sinterização a plasma foram avaliados e definidos ao longo das etapas da pesquisa, resultando em adequadas densificações para o aço AISI 316L. Por fim, amostras sinterizadas sob uso de cátodo oco cilíndrico, compactadas a 800MPa, com taxa de aquecimento de 18,8°C/min (+0,02A/min) e tempos de sinterização de 30 minutos apresentaram densificação de 28%, com densidade final do sinterizado de 84,77% e percentual de porosidade aparente de 1,374%.