Avaliação da tixoconformabilidade de ligas do sistema Ti-Cu-Fe

Autor: Freitas, Caio Chaussê de, 1989
Přispěvatelé: Caram Junior, Rubens, 1958, Zoqui, Eugênio José, Chaves, Ricardo Risso, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
DOI: 10.47749/t/unicamp.2017.1063520
Popis: Orientador: Rubens Caram Junior Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: As ligas de titânio (Ti) possuem duas importantes características que as destacam dentre as demais ligas metálicas: elevada razão entre resistência mecânica e massa específica e a alta resistência à corrosão. Tais propriedades têm atraído o interesse de vários setores industriais e, consequentemente, aumentado e diversificado o campo de aplicação dessas ligas. Entretanto, sabe-se que o processamento das mesmas realiza-se de forma complexa e custosa. Diante dessa realidade, identifica-se a necessidade da aplicação de rotas de processamento que permitam a produção de peças detentoras das excelentes propriedades oriundas do Ti a um menor custo. A tixoconformação apresenta-se como uma alternativa para o atingimento de tais metas. A tixoconformação é definida como um processo de fabricação no qual um metal previamente tratado é aquecido ao estado semissólido e em seguida, deformado entre matrizes. Trabalhos recentes demonstraram o elevado potencial das ligas do sistema Ti-Cu para serem tixoconformadas. Esse trabalho estudou os possíveis efeitos da adição de 4% em peso de Fe nas fases e tixoconformabilidade das ligas do sistema Ti-Cu. A seleção das ligas foi realizada mediante a definição de critérios e aplicação dos mesmos na simulação termodinâmica do diagrama de fases do sistema Ti-Cu-4Fe. As ligas selecionadas foram então fundidas em forno a arco elétrico, homogeneizadas e conformadas a quente para que fossem submetidas ao tratamento isotérmico no estado semissólido. Foram realizados ensaios de compressão entre pratos paralelos para que fosse determinado o comportamento à deformação dessas ligas. Os resultados demonstraram que a adição de 4% em peso de Fe foi capaz de promover a estabilização da fase Ti-? à temperatura ambiente. Além disso, verificou-se que as simulações termodinâmicas não foram capazes de estimar com precisão satisfatória as frações líquidas das ligas estudadas, pois as frações líquidas medidas apresentaram-se significantemente inferiores àquelas calculadas. Entretanto, as ligas que desenvolveram frações líquidas entre 30 e 50% exibiram excelente tixoconformabilidade, apresentando tamanho médio de grão da fase primária inferior a 100 ?m, circularidade média superior a 0,6 e foram comprimidas mediante a aplicação de baixas cargas. Diante dos resultados, conclui-se que as ligas estudadas do sistema Ti-Cu-4Fe apresentam excelente potencial para serem tixoconformadas Abstract: Ti alloys stand out from other metallic materials mainly due to their high specific mechanical strength and corrosion resistance. Such properties have attracted the interest of several industrial sectors, leading to their increased consumption recently. Conventional processing of Ti-based materials is complex and time-consuming, which usually results in high cost and non-affordable components. A more cost-effective processing route for obtaining Ti parts can be addressed by thixoforming, which involves the semisolid forming of partially melted alloys and is capable of obtaining near-net shape components. Recent works have demonstrated that alloys of the Ti-Cu system present high potential to be thixoformed. In the present study, the effect of the addition of 4 wt.% Fe in binary Ti-Cu alloys is evaluated concerning their phase transformations and thixoformability. Specific compositions were selected based on thermodynamic simulations and thixoformability criteria, such as low processing temperature, large solidification interval, and low liquid fraction sensitivity. Samples of these compositions were arc-melted, homogenized, and hot worked prior to isothermal heat treatments in the semisolid state. Parallel-plate compression tests were also carried out in order to determine the semisolid deformation behavior of these alloys. The results showed that the Fe addition was able to stabilize the Ti-? phase at room temperature. Furthermore, the thermodynamic simulations were not able to correctly predict the liquid fraction. In such case, the measured values were significantly lower than those calculated. Nonetheless, the alloys that presented liquid fractions in the range of 30-50% exhibited excellent thixoformability, showed a mean primary phase grain size of less than 100 ?m, average circularity greater than 0.6 and low loads were needed to deform them. Therefore, it is concluded that alloys from the Ti-Cu-4Fe present promising potential as raw material for thixoforming Mestrado Materiais e Processos de Fabricação Mestre em Engenharia Mecânica CNPQ 155986/2015-5
Databáze: OpenAIRE
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