Análise da microestrutura, segregação e dureza da liga Al-1,5%Fe-1%Zn aplicada a componentes metálicos para o setor petrolífero

• Autor(a) principal: Oliveira, Gleenda Thainá Souza de
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/50705
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO::FUNDICAO; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA::ESTRUTURA DOS METAIS E LIGAS; Ligas Al-Fe-Zn; Solidificação; Parâmetros térmicos; Microestrutura; Microdureza

A indústria de petróleo e gás é uma das maiores consumidoras de ligas metálicas em suas aplicações. Tubulações produzidas em aços Alta Resistência e Baixa Liga (ARBL) têm sido utilizadas devido sua elevada resistência mecânica, que possibilita o transporte de matéria em altas pressões. Contudo, na produção de petróleo offshore em águas profundas, tais aços apresentam desvantagens como seu alto peso específico, baixa tenacidade e resistência à corrosão limitada em ambientes marinhos. Neste sentido, ligas à base de Alumínio (Al) surgem como alternativas interessantes, uma vez que apresentam resistência a ambientes agressivos, assim como o baixo peso específico, se comparadas às ligas ferrosas utilizadas. Assim, este trabalho visa estudar o efeito da adição de 1% de Zn (em peso) na microestrutura, temperaturas de transformação, macrossegregação e dureza de uma liga hipoeutética Al-1,5%Fe solidificada direcionalmente fora de equilíbrio. Técnicas de caracterização microestrutural como Difração de Raios X (DRX), Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram utilizadas, além de ensaios de microdureza Vickers. Cálculos termodinâmicos foram realizados via software de simulação Thermo-calc com intuito de avaliar o efeito do Zn na cinética de transformação de fases e microestrutura final. A macroestrutura exibiu uma transição colunar-equiaxial em 10 mm a partir da interface metal/molde, predominando grãos equiaxiais ao longo do lingote Al-Fe-Zn. As simulações mostraram uma ligeira redução da temperatura liquidus e um aumento moderado da fração final do intermetálico Al3Fe com a adição de Zn na liga Al-1,5%Fe. Um crescimento celular prevaleceu ao longo do lingote Al-Fe-Zn, com uma microestrutura formada por células ricas em Al (-Al) circundadas por uma mistura eutética -Al + Al3Fe. O Zn foi consumido em solução sólida na matriz de Al. Os níveis de microdureza Vickers permaneceram entre 21 e 25 HV ao lingote Al-Fe-Zn. A adição de Zn reduziu a microdureza Vickers da liga binária Al-1,5%Fe.