dc.creator | Santos, Diego Michael Cornelius dos | |
dc.date.accessioned | 2022-05-23T19:16:43Z | |
dc.date.available | 2022-05-23T19:16:43Z | |
dc.date.issued | 2022-02-04 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/24422 | |
dc.description.abstract | Titanium and its alloys allow a wide range of applications as they have a distinct combination of
characteristics, such as low density, high mechanical strength and excellent corrosion resistance.
In addition, they also allow the combination of different phases and microstructures, which can be
obtained as a function of the addition of alloying elements and through different processing
parameters. In this context, the aim of this work has been the microstructural and mechanical
evaluation of the Ti-16Nb alloy obtained by tape casting, having as object of comparison the
different sintering temperatures and size of the niobium particles. The work was carried out through
the development of five steps: i) preparation of powders and organic binders, which involves the
separation and mixing of materials; ii) molding and cutting of samples; iii) sintering according to
heating and cooling rates, temperatures and exposure time; iv) metallographic preparation,
performed by grinding and polishing the samples v) metallographic and mechanical
characterization, which involves optical and electronic microscopy tests, energy dispersive
spectroscopy, X-ray diffractometry and Vickers hardness test. Regarding the evaluation of the
samples, the results show that the sintering temperature is an important parameter, because at
higher temperatures the samples showed greater changes in the microstructure and in the phases
present in the alloy. The size of the niobium particle also influenced the study, and the samples with
smaller particles were the ones that showed greater hardness and less porosity. In general, the
porosity of the samples was between 30.8% and 14.1% and it decreased as the sintering
temperature increased, contrary to what occurred with the hardness, which increased as the
samples were sintered at higher temperatures. Microscopic evaluation showed few microstructural
changes in samples sintered at 900 °C and 1000 °C, while at temperatures of 1100 °C and 1200 °C
there was greater densification of the alloy and an increase in the phase content of titanium in
the samples. The mapping of the elements carried out in the energy dispersive spectroscopy test
allowed us to determine that the phase of titanium is rich in niobium, with this diffusion occurring
more significantly at 1200 °C. X-ray diffraction highlighted the influence of temperature and particle
size on the emergence of the phase. Finally, Vickers hardness tests show that samples sintered
at higher temperatures and with smaller grains have higher hardness values. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Liga de titânio | por |
dc.subject | Ti-Nb | por |
dc.subject | Tape casting | por |
dc.subject | Chapas finas | por |
dc.subject | Titanium alloy | eng |
dc.title | Avaliação microestrutural e mecânica de chapas de TI-16NB obtidas por tape casting | por |
dc.title.alternative | Microstructural and mechanical evaluation of TI-16NB sheets obtained by tape casting | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | O titânio e suas ligas permitem uma vasta gama de aplicações pois apresentam uma combinação
distinta de características, como baixa densidade, elevada resistência mecânica e excelente
resistência à corrosão. Além disso, permitem também a combinação de diferentes fases e
microestruturas, que podem ser obtidas em função da adição de elementos de liga e por meio de
diferentes parâmetros de processamento. Neste contexto, o objetivo desta dissertação consiste
na avaliação microestrutural e mecânica da liga de Ti-16Nb obtida por tape casting, tendo como
objeto de comparação as variadas temperaturas de sinterização e tamanho das partículas de
nióbio. O trabalho foi realizado por meio do desenvolvimento de cinco etapas: i) preparação dos
pós e aglutinantes orgânicos, que envolve a separação e mistura dos materiais; ii) moldagem e
corte das amostras; iii) sinterização conforme as taxas de aquecimento e resfriamento,
temperaturas e tempo de exposição; iv) preparação metalográfica, realizada por meio do lixamento
e polimento das amostras v) caracterização metalográfica e mecânica, que envolve os ensaios de
microscopia ótica e eletrônica, espectroscopia por energia dispersiva, difratometria de raios-X e
ensaio de dureza Vickers. Em relação a avaliação das amostras, os resultados mostram que a
temperatura de sinterização é um parâmetro importante, pois em temperaturas mais elevadas as
amostras apresentaram maiores alterações na microestrutura e nas fases presentes na liga. O
tamanho da partícula de nióbio também influenciou no estudo, sendo que as amostras com
partículas menores foram as que apresentaram maior dureza e menor porosidade. De uma
maneira geral, a porosidade das amostras foi entre 30,8% e 14,1% e ela diminuiu conforme a
temperatura de sinterização aumentava, efeito contrário ao que ocorreu com a dureza, que
aumentou conforme as amostras foram sendo sinterizadas em temperaturas superiores. A
avaliação por microscopia mostrou poucas alterações microestruturais nas amostras sinterizadas
a 900 °C e 1000 °C, enquanto que nas temperaturas de 1100 °C e 1200 °C constatou-se maior
densificação da liga e um aumento do teor da fase do titânio nas amostras. Já o mapeamento
dos elementos realizado no ensaio de espectroscopia por energia dispersiva, permitiu determinar
que a fase β do titânio é rica em nióbio, sendo que esta difusão ocorre de maneira mais significativa
a 1200 °C. A difração de raios-X destacou a influência da temperatura e do tamanho das partículas
no surgimento da fase β. Por fim, os ensaios de dureza Vickers mostram que as amostras
sinterizadas em temperaturas superiores e com grãos menores apresentam maiores valores de
dureza. | por |
dc.contributor.advisor1 | Daudt, Natália de Freitas | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3938857351102458 | por |
dc.contributor.referee1 | Dorneles, Lucio Strazzabosco | |
dc.contributor.referee2 | Nunes, Rafael Menezes | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/7037755575813083 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Elétrica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |