Processamento, caracterização microestrutural, mecânica e oxidação de ligas à base de (Co, Ni) para ferramentas do processo friction stir welding

• Autor(a) principal: Salgado, Marcus Vinicius da Silva
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97134/tde-29042022-102339/
• topic: ?γ/ γ' microstructure; caracterização microestrutural; Co-Al-W thernary diagram; diagrama ternário Co-Al-W; Friction Stir Welding; Friction Stir Welding; hot compression tests; isothermal oxidation; microestrutura γ/γ'; microstructural characterization; oxidação isotérmica; testes de compressão à quente

A viabilidade comercial do processo de soldagem Friction Stir Welding (FSW) para materiais com altas temperaturas de fusão, como aços e ligas de titânio, aguarda o desenvolvimento de ferramentas mais duráveis e com menores custos. Foram descobertas no diagrama ternário Co-Al-W, ligas com microestrutura γ/γ\' que exibem tensões de escoamento mais elevadas a altas temperaturas quando comparadas às superligas de níquel, acima de 500 MPa a 1000 °C. Possivelmente devido a maior resistência da fase γ - Co3(Al, W) a elevadas temperaturas comparada à fase Ni3Al das ligas de níquel. Este trabalho procurou estudar duas ligas à base de (Co, Ni) denominadas Liga Nb e Liga Ta com microestrutura γ/γ\', fabricadas pelo processo de fundição por cera perdida. As composições das ligas foram analisadas por espectrometria por fluorescência de raios X (FRX). Com os resultados em mãos, foi possível fazer simulações termodinâmicas de solidificação e quantificação de fases em função da temperatura pelo método Calphad. A caracterização microestrutural e as medidas de dureza Vickers foram feitas em amostras no estado bruto de fusão e após tratamento térmico a 1000 °C por 16h. A caracterização microestrutural foi feita por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microanálise eletrônica (EDS) e difração de raios X (DRX). Amostras após tratamento térmico foram submetidas a ensaios de compressão à quente nas temperaturas de 900, 1000 e 1100 °C, ensaios pelo processo friction stir welding em aço 1008 e ensaios de oxidação isotérmica a 800, 900 e 1000 °C. Os resultados da caracterização microestrutural das ligas exibiram as fases: MC, (Co, Ni)ss(γ), μ - Co7W6, CoAl, Co3(Al,W)(γ\'), e Laves conforme relatado pela literatura e confirmados pelas simulações termodinâmicas. Os resultados de compressão à quente e oxidação isotérmica apresentaram resultados superiores para a liga Ta quando comparada com a liga Nb. Ambas as ferramentas das ligas soldaram com eficiência o aço 1008, por um comprimento de 1000 mm.