Efeito da micro-adição de Y na liga Zr52,5Cu17,9Ni14,6Al10Ti5 (VIT105)

• Autor(a) principal: Rocha, Renan Freire de Carvalho Lopes
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-04022020-144127/
• topic: Metallic glass; Micro alloying; Microligante; Oxigênio; Oxygen; Vidros metálicos; Zr52,5Cu17,9Ni14,6Al10Ti5 (VIT105); Zr52,5Cu17,9Ni14,6Al10Ti5 (VIT105)

A microestrutura amorfa obtida em ligas metálicas resfriadas rapidamente garante propriedades interessantes se comparadas às ligas convencionais cristalinas. Ligas amorfas baseadas em zircônio são muito sensíveis às contaminações por oxigênio, impedindo sua vitrificação. Este trabalho estudou o efeito do ítrio como elemento micro ligante. O ítrio foi adicionado em teores estequiométrico em relação aos níveis de oxigênio presentes na liga Zr52,5Cu17,9Ni14,6Al10Ti5 (VIT105). As amostras foram produzidas por fusão a arco sob atmosfera controlada de argônio, em molde de cobre resfriado à água e dimensões de 5 e 6 mm de diâmetro. Os teores de oxigênio foram estabelecidos em 600, 800, 1300, 2000 e 3000 ppm, em peso. A tendência de formação vítrea (TFV) foi comparada entre amostras com e sem adição de ítrio como micro ligante. Os teores de oxigênio foram monitorados pelo método de fusão em gás inerte. A fração de fase amorfa foi quantificada por análise de imagens de microscopia óptica. Difração de raios-X foi utilizada para identificação de fases cristalinas e verificação de fase amorfa. Microscopia eletrônica de varredura, com espectroscopia por dispersão de energia, possibilitaram a observação das fases formadas e sua identificação. O ítrio se mostrou muito eficaz em aumentar a TFV da liga, mesmo tendo sido adicionado em pequenas quantidades (< 1% at.). O elemento microligante foi capaz de capturar o oxigênio da liga permitindo maior obtenção de fração de fase amorfa em todos os níveis de oxigênio. O oxigênio ligado ao ítrio forma seu óxido estável, Y2O3, e este, por sua vez, não interfere na formação do vidro. A abordagem utilizada foi muito eficaz, indicando ser uma alternativa viável para o aumento da tendência à formação de vidro em ligas baseadas em Zr, sem a necessidade de altos níveis de pureza (< 200 ppm) da matéria prima em relação ao oxigênio.