Sinterabilidade de aluminetos de titânio preparados com mistura de pós elementares

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Jefferson Alves Nogueira da, 1990-
Data de Publicação: 2022
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/20.500.12733/3549
Resumo: Orientador: Juliano Soyama
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spelling Sinterabilidade de aluminetos de titânio preparados com mistura de pós elementaresSinterability of titanium aluminides prepared with elemental powdersMetalurgia do póSinterizaçãoTitânioAlumínioPowder metallurgySinteringTitaniumAluminiumOrientador: Juliano SoyamaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Aluminetos de titânio são materiais que apresentam baixa densidade e excelentes propriedades mecânicas em alta temperatura, por isso são ótimos candidatos para aplicações na indústria aeroespacial e automotiva. Contudo, em razão de algumas dificuldades metalúrgicas como, por exemplo, o fenômeno de macrossegregação, rotas convencionais de processamento são possíveis apenas a custos elevados. A metalurgia do pó é uma técnica alternativa que contorna o problema da segregação, pois normalmente fornece uma melhor homogeneidade microestrutural. Dentre os parâmetros de processo na metalurgia do pó convencional, a sinterabilidade dos pós utilizados é um dos mais importantes. Por isso, neste trabalho, a sinterabilidade de aluminetos de titânio foi investigada utilizando binários de Ti-Al com diferentes concentrações de alumínio (10, 20, 30, 40 e 45 % at.). Corpos de provas foram produzidos utilizando mistura de pós elementares que foram compactados a frio com esforço uniaxial e posteriormente sinterizados em atmosfera de argônio nas temperaturas de 1300 e 1400 °C por duas horas. Após sinterizados, a densidade dos corpos de provas foi medida utilizando o Princípio de Arquimedes. A caracterização estrutural foi realizada via Difração de Raios X (DRX) e microestrutural por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia Ótica (MO). Medidas de Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC) foram realizadas para compreender as reações de transformação que ocorrem durante a sinterização. Foi possível processar corpos de prova nas composições desejadas, porém houve uma diminuição da sinterabilidade com o aumento da concentração de alumínio causado pelo efeito de inchamento oriundo da formação de intermetálicos intermediários como o TiAl3. Observou-se também a presença de fases metaestáveis nos corpos de prova com 10, 20 e 30 % at. de alumínio para as duas temperaturas de sinterização. As maiores densidades foram obtidas para corpos de prova com 10% at. de alumínio em ambas as temperaturas de sinterização. No entanto, com maiores teores de alumínio, foi possível melhorar a homogeneidade microestrutural e atingir as fases de equilíbrio ?2-Ti3Al e ?-TiAl com estrutura totalmente lamelarAbstract: Titanium aluminides are materials that display low density and excellent high-temperature mechanical properties, for this reason, they are a great option for aerospace and automotive industry applications. However, due to some metallurgy obstacles such as macrosegregation phenomena, the conventional ingot metallurgy route is only feasible at a high cost. Powder metallurgy is an alternative route that overcomes the segregation issue because it usually yields better microstructural homogeneity. Sinterability is an important technical aspect of the conventional powder metallurgy route. That being said, in this work the sinterability of titanium aluminides was investigated using binary Ti-Al alloys with different aluminium content (10, 20, 30, 40 and 45 at. %). Specimen preparation was conducted using mixtures of elemental powders that were cold uniaxially pressed, followed by sintering at 1300 and 1400 ºC for two hours under argon atmosphere. Furthermore, density measurements using Archimedes’ Principle were carried out on sintered specimen. Structural characterization was conducted by means of X-ray diffractometry (DRX) and microstructural by Scanning Electronic Microscopy (SEM) and Optical Microscopy (OM). Differential Scanning Calorimetry (DSC) measurements were carried out to understand the reactions that take place during the sintering. Specimen were processed with the aforementioned composition, however, a decrease in the sinterability was observed with the increase of aluminium content due to the swelling effect, which is a result of the formation of intermediary intermetallic phases, such as TiAl3. Metastable phases were observed in specimen with aluminium content of 10, 20, and 30 at. % at both sintering temperatures. Furthermore, high-density values were attained on specimen with 10 at. % of aluminium at both sintering temperatures. However, it was possible to improve microstructural homogeneity and attain the equilibrium phases ?2-Ti3Al e ?-TiAl as fully lamellar structure, at high aluminium contentMestradoMateriais e Processos de FabricaçãoMestre em Engenharia MecânicaFuncamp2937/19[s.n.]Soyama, Juliano, 1984-Fogagnolo, João BatistaFloriano, RicardoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSilva, Jefferson Alves Nogueira da, 1990-20222022-03-25T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (107 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/3549SILVA, Jefferson Alves Nogueira da. Sinterabilidade de aluminetos de titânio preparados com mistura de pós elementares. 2022. 1 recurso online (107 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/3549. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1239008Requisitos 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/openAccess2022-04-20T09:52:28Zoai::1239008Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2022-04-20T09:52:28Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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