Adição de partículas de SiC como reforço em matriz metálica de liga de magnésio MRI202 por fundição com agitação mecânica

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Martins, Richard Silva
• Orientador(a): Barcellos, Vinicius Karlinski de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Fundição; Compósitos; Ligas de magnésio; Carbeto de silício
• Palavras-chave em Inglês: Metal matrix composite; Magnesium matrix; MRI202; Silicon carbide; Stir casting
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/297995

Materiais compósitos têm se tornado de grande importância para a engenharia, uma vez que possuem certas propriedades não obtidas por seus constituintes, individualmente. As ligas de magnésio, em função da ótima relação peso x resistência, são consideradas materiais estruturais leves. Tendo em vista essas características, o objetivo desta investigação foi processar, via fundição com agitação mecânica, compósito de matriz metálica da liga de magnésio MRI202 com reforços de partículas de carbeto de silício em escalas submicrométrica e nanométrica, avaliando sua resposta em relação as propriedades mecânicas e de desgaste. Dois experimentos, utilizando rota de fabricação por fundição sob agitação mecânica, foram realizados: um com ligas de magnésio MRI202 reforçadas com diferentes porcentagens de SiC (1, 2, 5 e 10%, em peso) em escala submicrométrica; e outro com ligas de magnésio MRI202 reforçadas com diferentes porcentagens de SiC (0,5, 1,0, 1,5 e 2,0 %, em peso) em escala nanométrica, com tratamento térmico T6. A microestrutura dos compósitos apresentou as fases presentes na liga (α-Mg e Mg12RE) e as próprias partículas de SiC. Além disso, há presença da fase Mg2Si, indicando reação entre as partículas e a matriz metálica. A interação entre as partículas e a matriz de liga MRI202 promoveu modificação na forma das fases preexistentes, gerando morfologia acicular em fases de RE. No experimento 1, a análise dos resultados indicou a presença de aglomerados de partículas em todas as condições de adição. A incorporação de reforço de MicroSiC na microestrutura aumentou a dureza. Entre as diferentes condições testadas, na concentração de 10% em peso de MicroSiC, a dureza atingiu 145 HV, indicando uma melhoria de 70%; ademais, a concentração de 5% em peso de MicroSiC atingiu a maior resistência à tração final, atingindo 117 MPa, representando um aumento de 14% em comparação com a liga fundida sem adição de SiC. A resistência ao desgaste foi aprimorada conforme aumentou o percentual de partículas. No experimento 2, a análise dos resultados indicou tendência de formação de aglomerados a partir de 1,0 % em peso de NanoSiC. A dureza foi aprimorada de 48 HV, da liga MRI202, para 60 HV, com 2,0 % de NanoSiC. Com tratamento térmico T6, a dureza da liga MRI202 atingiu 75 HV, enquanto da condição com 2,0 % de NanoSiC foi de 77 HV. O desempenho da liga MRI202 com T6 em resistência a tração, alongamento e desgaste não foi superado pelo compósito com nanopartículas. Conclui-se que a formação dos compósitos com partículas de SiC em escala submicrométrica contribui para melhorar as propriedades mecânicas e de desgaste, enquanto que nos compósitos com partículas de SiC em escala nanométrica aumentam principalmente a dureza.