CARACTERIZAÇÃO DE LIGAS DE NB-SI-AL RESISTENTES A TEMPERATURAS ELEVADAS.
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Aluno de Iniciação Científica: Daniel Zagonel Xavier da Silva (PIBIC/CNPq)
Curso: Engenharia Mecânica (MT)
Orientador: Ana Sofia C. M. d'Oliveira
Co-Orientador: Giovana de Fátima Menegotto
Departamento: Mecânica
Setor: Setor de Ciências Exatas
Área de Conhecimento: 30300002
RESUMO
A temperatura de operação pode estar associada a eficiencia de processo entretanto a temperatura máxima de serviço é muitas vezes limitada pelo material. Assim, existe uma demanda por materiais que possam operar a temperaturas cada vez maiores sem comprometimento de suas propriedades. Os compostos intermetálicos com base nos metais refratários como W, Mo, Nb, Ti, V e Cr parecem ser atraentes para aplicações estruturais em alta temperatura. As ligas de binárias de Al-Nb, foram estudadas e elas mostram uma alta oxidação, denominado como um "fenómeno de pragas". Dentre outros estudos, mostram que em ligas de Nb-Si perto do eutético, suas propriedades mecânicas e oxidação melhoram com a adição de alumínio e controle da microestrutura, segundo S. Kashyap (2013) e que as ligas de Al-Nb-Si tem sua taxa de oxidação consideravelmente reduzida com a adição de Si, segundo H. MITSUI (1996). Em síntese, ligas ternárias de Nb-Si-Al podem possuir uma alta resistência mecânica e uma menor oxidação, assim com elevado potencial de substituir as superligas de níquel. Sendo as composições investigadas, neste projeto, foram de Nb-15wt%Si-40wt%Al e Nb-30wt%Si-40wt%Al. Essas composições foram depositadas no aço inoxidável 304, processadas por PTA. Com os filetes depositados cortamos os cordões para serem embutidos e preparados metalograficamente, lixadas com várias granulometrias e polidas, para serem analisadas. Foram analisadas a área total depositada e a área penetrante, a microdureza e, após o ataque químico, foi analisado a microestrutura. Na parte de oxidação, os cordões foram avaliados sobre o efeito da temperatura de 850 e 1100ºC, com exposição de 2h. As amostras oxidadas foram pesadas antes e depois da oxidação, com e sem o cadinho, após embutidas, preparadas metalograficamente, teste de microdureza e analisada a microestrutura. Nota-se que as ligas possuíram uma baixa tenacidade a temperatura ambiente, porque conforme foram depositados os cordões e resfriados foram se formando várias trincas. A microdureza das amostras não oxidadas demostra que a liga com maior porcentagem de silício possuiu uma maior resistência. A perda de massa das amostras oxidadas tanto em 850 e 1100ºC não é um dado expressivo, foi bem pequena, mas é visível que os cordões ficaram com a superfície achatada depois da oxidação.
Palavras-chave: Nb-Si-Al, Intermetálicos, Revestimentos