Análise da influência do nióbio nas variáveis térmicas, na microestrutura e nas propriedades mecânicas e elétricas da liga cobre-ferro solidificada unidirecionalmente

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Pimenidis, Jorge Athanasios
• Orientador(a): Couto, Antônio Augusto
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por; eng
• Instituição de defesa: Universidade Presbiteriana Mackenzie
• Palavras-chave em Português: liga cobre-ferro; nióbio; solidificação unidirecional ascendente; microestrutura
• Link de acesso: https://dspace.mackenzie.br/handle/10899/41332

Este trabalho faz um estudo, da influência da adição de nióbio na liga comercial cobre-ferro UNS C19400, sobre as variáveis térmicas de solidificação e estrutura de dois corpos de prova (lingotes) que foram obtidos por fundição, ambos solidificados em um dispositivo de refrigeração unidirecional ascendente, onde a lingoteira é montada em um suporte que permite que jatos de água forçada atinjam a sua base e o resfriamento ocorra em um único sentido, o oposto ao da solidificação, um dos lingotes produzido apenas com o cobre-ferro por Gonzaga, 2022, e outro confeccionado para este estudo com adição de liga-mãe contendo nióbio (Nb-22Al1Fe). Os ensaios e estudos das propriedades mecânicas, elétricas, e da influência das variáveis térmicas de solidificação na estrutura das duas ligas foram realizados e comparados entre si. Os elementos químicos resultantes foram determinados por espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES), por difração de raios X (DRX) e por simulações no software Thermo-Calc, percebeuse que a temperatura de 1450 ºC possibilitou a fusão e a presença do nióbio na totalidade da peça resultante. As estruturas foram analisadas através de microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por energia dispersiva acoplado (MEV-EDS), observou-se a formação das zonas morfológicas, contornos de grãos, microconstituintes intermetálicos esferóidizados e a associação do nióbio com o ferro. Termopares e dispositivo de aquisição de dados monitoraram as variáveis térmicas de solidificação, curva de resfriamento e tempo de deslocamento e velocidade da isoterma liquidus (VL) foram obtidas e geraram equações matemáticas experimentais inclusive das, taxa de resfriamento (TR) e gradiente térmico (GL). A dureza foi medida nas posições dos termopares dispostos ao longo do lingote e correlacionadas com as concentração e composição química, arranjo e acomodação dos grãos e as variáveis térmicas de solidificação, houve aumento em cerca de 35 % na dureza do material com nióbio, um condutivímetro mediu a condutividade elétrica, notou-se que ela foi alterada quando se comparam os dois lingotes.