Tenacidade à fratura de Ti-42Nb e Ti-5553 em estrutura sanduíche por fusão de leito de pó

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Martins, Felipe Kowaski, 1996-
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/18259
Resumo: Orientador: Juliano Soyama
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spelling Tenacidade à fratura de Ti-42Nb e Ti-5553 em estrutura sanduíche por fusão de leito de póFracture toughness of Ti-42Nb and Ti-5553 sandwich structure produced by laser powder bed fusionManufatura aditivaLigas de titânioMecânica da fraturaEstrutura de sanduícheTenacidade à fraturaAdditive manufacturingTitanium alloysFracture mechanicsSandwich structureFracture toughnessOrientador: Juliano SoyamaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: A indústria aeroespacial frequentemente busca novos materiais com alta resistência mecânica e baixa densidade, mas esses geralmente são caros e podem ter limitações em suas aplicações devido à baixa tenacidade à fratura. Assim, os objetivos deste estudo incluíram a avaliação da viabilidade do processo de fabricação de estruturas tipo sanduíche compostas por diferentes ligas de titânio, Ti-42Nb e Ti-5553 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr-0,5Fe em %p.), realizar a caracterização microestrutural e de propriedades mecânicas, especialmente a tenacidade à fratura. Essa abordagem envolveu o uso de camadas de Ti-42Nb com espessura de 150 µm e Ti-5553 com espessura de 300 µm, processadas por Fusão de Leito de Pó a Laser. Os resultados indicaram que o processo de fabricação é viável para criar camadas distintas com elevada densificação. A avaliação microestrutural e de Difração de Raios X mostraram que essas ligas eram quase completamente compostas por Ti-?. A avaliação das propriedades mecânicas mostrou que as camadas das ligas apresentaram durezas bem distintas, no entanto a região de interface apresentou valores de dureza similar à liga de Ti-5553. O módulo de elasticidade da estrutura sanduíche medido foi de 86,2 ± 4,8 GPa. Enquanto o limite de resistência a tração foi de 906 ± 186 MPa com alongamento de 17,0 ± 4,3%. A estrutura de camadas resultou em tenacidade a fratura de 42 ± 5 MPa?mAbstract: The aerospace industry often searches for new materials with high strength and low density, but these are often expensive and may have limitations in their applications due to low fracture toughness. Thus, this study aimed at assessing the feasibility of manufacturing sandwich-type structures composed of different titanium alloys, Ti-42Nb and Ti-5553 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr-0.5Fe in wt.%), performing microstructural and mechanical characterization, especially fracture toughness. This approach involved the use of Ti-42Nb layers with a thickness of 150 µm and Ti-5553 with a thickness of 300 µm, processed through Laser Powder Bed Fusion. The results indicated that the manufacturing process is feasible for creating distinct layers with high densification. Microstructural evaluation and X-Ray Diffraction results showed that the alloys were nearly entirely composed of ?-Ti phase. The assessment of mechanical properties indicated that the individual layers exhibited significantly different hardness, yet the interface region presented hardness values similar to the Ti-5553 alloy. The elastic modulus of the sandwich structure was measured as 86.2 ± 4.8 GPa. The ultimate tensile strength was 906 ± 186 MPa with ductility of 17.0 ± 4.3%. The structure consisting of alternate layers of Ti-5553 and Ti-42Nb led to fracture toughness of 42 ± 5 MPa?mAbertoMestradoMateriais e Processos de FabricaçãoMestre em Engenharia MecânicaCAPES88887.817330/2023-00[s.n.]Soyama, Juliano, 1984-Tokimatsu, Ruis CamargoContieri, Rodrigo JoséUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMartins, Felipe Kowaski, 1996-20242024-02-19T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (65 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/18259MARTINS, Felipe Kowaski. Tenacidade à fratura de Ti-42Nb e Ti-5553 em estrutura sanduíche por fusão de leito de pó. 2024. 1 recurso online (65 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/18259. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1390274Cover: https://repositorio.unicamp.br/capa/capa?codigo=1390274Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-06-17T15:41:49Zoai::1390274Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2024-06-17T15:41:49Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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