Mostrar registro simples

dc.contributor.advisorDaudt, Natalia de Freitas
dc.creatorLibraga, Izabeli Ferrari
dc.date.accessioned2024-08-02T11:58:44Z
dc.date.available2024-08-02T11:58:44Z
dc.date.issued2024-04-23
dc.date.submitted2024
dc.identifier.citationLIBRAGA, I. F. Caracterização de ligas de Ti e Ti-Nb sinterizadas por ultrafast high-temperature sintering(UHS). 2024.59 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeroespacial)-Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, 2024.por
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/32603
dc.descriptionTrabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia Aeroespacial, RS, 2024.por
dc.description.abstractThe ultra-high temperature (UHS) sintering method, a recent innovation, significantly transforms materials processing by heating compacted powder samples in a matter of seconds, enabling superior densification and faster phase transformation. The process consists of applying a high current for a short time to the sample through a carbon felt, in which it is wrapped, enabling rapid heating. Initially developed for advanced ceramics, its scope has expanded to include metallic materials. Titanium alloys are valued for their exceptional properties, including a high strength-to-weight ratio, corrosion resistance, and biocompatibility, making them key in aerospace, automotive, and biomedical applications. This research delves into applying the UHS method in Ti and Ti-20Nb alloys. A UHS device sintered green parts formed by compacting elementary powders with different current and time parameters. The results demonstrated that achieving a high densification rate (up to 96%) within a maximum sintering time of 120 seconds was possible. These samples’ microstructure and hardness were analyzed using different software and experimental methods, such as optical microscopy, image analysis, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Archimedes porosity test, and Vickers microhardness test. Maximum porosity values of around 26% were found for the Ti samples and 34.5% for the Ti-20Nb samples, with higher hardness values generally being associated with samples with fewer pores. The XRD results indicated the presence of titanium carbide - Ti2C - on the surface of the alloys, which was formed during sintering due to the diffusion of carbon from the felt into the sample. In addition, the comparative evaluation of the Ti and Ti-20Nb alloys highlights the formation of a beta-titanium phase with the addition of niobium, which is accentuated at high sintering temperatures, in contrast to the formation of an alpha phase in the Ti alloys. However, contrary to expectations, the expected increase in hardness attributed to the incorporation of niobium did not occur, with the Ti-20Nb alloys exhibiting hardness values similar to those of the Ti alloys. This study sheds light on the intricate interplay of variables in the sintering of titanium and titanium-niobium alloys by the UHS method, providing valuable insights for advancing material manufacturing techniques and optimizing alloy properties.eng
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectSinterizaçãopor
dc.subjectTitâniopor
dc.subjectNióbiopor
dc.subjectMicroestruturapor
dc.subjectUltrafast High-temperature Sinteringeng
dc.subjectTitaniumeng
dc.subjectNiobiumeng
dc.subjectMicrostructureeng
dc.titleCaracterização de ligas de Ti e Ti-Nb sinterizadas por ultrafast high-temperature sintering(UHS)por
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãopor
dc.degree.localSanta Maria, RS, Brasil.por
dc.degree.graduationEngenharia Aeroespacialpor
dc.description.resumoO método de sinterização ultra-rápida em altas temperaturas (UHS), uma inovação recente, transforma significativamente o processamento de materiais ao aquecer amostras de pó compactado em questão de segundos, possibilitando uma densificação superior e transformação de fase mais rápida. O processo consiste na aplicação de alta corrente por um breve período de tempo sobre a amostra através de um feltro de carbono, no qual ela está envolta, possibilitando o rápido aquecimento. Inicialmente desenvolvido para cerâmicas avançadas, seu escopo expandiu-se para abranger materiais metálicos. Ligas de titânio são valorizadas por suas propriedades excepcionais, incluindo uma alta relação resistência-peso, resistência à corrosão e biocompatibilidade, tornando-as fundamentais em aplicações aeroespaciais, automotivas e biomédicas. Esta pesquisa explora a aplicação do método UHS em ligas de Ti e Ti-20Nb. Peças verdes, formadas por compactação de pós elementares, foram sinterizadas com diferentes parâmetros de corrente e tempo em um dispositivo UHS. Os resultados obtidos demonstraram que foi possível alcançar alta taxa de densificação (até 96%) em até 120 segundos de sinterização. A microestrutura e dureza dessas amostras foram analisadas por diferentes métodos experimentais e qualitativos, como microscopia óptica, análise de imagem, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X, teste de porosidade de Arquimedes e teste de microdureza Vickers. Foram encontrados valores de máximos de porosidade perto de 26% para as amostras de Ti e 34.5% para as de Ti-20Nb, sendo observados em geral valores de dureza mais altos associados à amostras com menor quantidade de poros. Os resultados de difração de raios-X indicaram a presença de carbeto de titânio - Ti2C - na superfície das ligas, o qual foi formado durante a sinterização devido a difusão de carbono do feltro para a amostra. Além disso, a avaliação comparativa das ligas de Ti e Ti-20Nb destaca a formação de fase beta do titânio com a adição de nióbio, acentuada em temperaturas elevadas de sinterização, em contraste com a formação exclusiva de fase alfa nas ligas de Ti. No entanto, contrariando as expectativas, o aumento esperado na dureza atribuído à incorporação de nióbio não ocorreu, com as ligas Ti-20Nb exibindo valores de dureza semelhantes aos das ligas de Ti. Este estudo lança luz sobre a intrincada interação de variáveis na sinterização de ligas de titânio e titânio-nióbio pelo método UHS, fornecendo insights valiosos para o avanço das técnicas de fabricação de materiais e otimização das propriedades de ligas.por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIALpor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


Arquivos deste item

Thumbnail
Thumbnail

Este item aparece na(s) seguinte(s) coleção(s)

Mostrar registro simples

Acesso Aberto
Exceto quando indicado o contrário, a licença deste item é descrito como Acesso Aberto