Comportamento sob condição de fadiga da liga Ti-6Al-4V revestida com camada de SiC e intercamada de Cr depositadas por magnetron sputtering
| Ano de defesa: | 2023 |
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Resumo: | Este trabalho teve como objetivo estudar os efeitos do recobrimento com um filme fino de carboneto de silício (SiC) e intercamada de cromo no comportamento sob condição de fadiga da liga Ti-6Al-4V. Filmes de 400 nm e 200 nm de espessura foram depositados pela técnica de Magnetron Sputtering utilizando-se duas fontes: HiPIMS e DC. Na caracterização da camada depositada, foram determinadas a rugosidade média Ra, as espessuras das camadas e a adesão. Foram realizados ensaios de fadiga uniaxial com R=0,1 e as superfícies de fratura foram observadas por microscopia eletrônica de varredura. Os valores de resistência à fadiga apresentaram uma queda em decorrência do filme fino depositado com a utilização das duas fontes quando comparados com a liga Ti-6Al-4V sem revestimento. O revestimento com utilização da fonte DC aumentou o número de ciclos até a ruptura dos corpos de prova ensaiados em fadiga em comparação aos sem revestimento. As superfícies de fratura dos corpos de prova com revestimento utilizando a fonte DC mostraram que o início de trinca ocorreu em regiões internas dos corpos de prova e não superficialmente. A camada depositada com a utilização da fonte DC ficou aderida aos corpos de prova mesmo após os ensaios, mostrando a eficácia do filme nesses ensaios. Nos corpos de prova revestidos com a utilização da fonte HiPIMS, o número de ciclos até a ruptura diminuiu em comparação aos sem recobrimento. As trincas nos corpos de prova revestidos com a utilização da fonte HiPIMS foram superficiais em sua maioria e o filme depositado se mostrou pouco aderido após os ensaios. A camada depositada com a utilização dessa fonte se mostrou ineficaz, piorando as propriedades em fadiga. |
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Arbex, Alexandra AlvimCouto, Antonio Augusto2023-03-20T18:19:51Z2023-03-20T18:19:51Z2023-02-15Este trabalho teve como objetivo estudar os efeitos do recobrimento com um filme fino de carboneto de silício (SiC) e intercamada de cromo no comportamento sob condição de fadiga da liga Ti-6Al-4V. Filmes de 400 nm e 200 nm de espessura foram depositados pela técnica de Magnetron Sputtering utilizando-se duas fontes: HiPIMS e DC. Na caracterização da camada depositada, foram determinadas a rugosidade média Ra, as espessuras das camadas e a adesão. Foram realizados ensaios de fadiga uniaxial com R=0,1 e as superfícies de fratura foram observadas por microscopia eletrônica de varredura. Os valores de resistência à fadiga apresentaram uma queda em decorrência do filme fino depositado com a utilização das duas fontes quando comparados com a liga Ti-6Al-4V sem revestimento. O revestimento com utilização da fonte DC aumentou o número de ciclos até a ruptura dos corpos de prova ensaiados em fadiga em comparação aos sem revestimento. As superfícies de fratura dos corpos de prova com revestimento utilizando a fonte DC mostraram que o início de trinca ocorreu em regiões internas dos corpos de prova e não superficialmente. A camada depositada com a utilização da fonte DC ficou aderida aos corpos de prova mesmo após os ensaios, mostrando a eficácia do filme nesses ensaios. Nos corpos de prova revestidos com a utilização da fonte HiPIMS, o número de ciclos até a ruptura diminuiu em comparação aos sem recobrimento. As trincas nos corpos de prova revestidos com a utilização da fonte HiPIMS foram superficiais em sua maioria e o filme depositado se mostrou pouco aderido após os ensaios. A camada depositada com a utilização dessa fonte se mostrou ineficaz, piorando as propriedades em fadiga.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de NívelIPM - Instituto Presbiteriano Mackenziehttps://dspace.mackenzie.br/handle/10899/31872porengUniversidade Presbiteriana MackenzieAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessfadigaTi-6Al-4Vfilmes finosHIPIMSmagnetron sputteringComportamento sob condição de fadiga da liga Ti-6Al-4V revestida com camada de SiC e intercamada de Cr depositadas por magnetron sputteringinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Digital do Mackenzieinstname:Universidade Presbiteriana Mackenzie (MACKENZIE)instacron:MACKENZIEhttp://lattes.cnpq.br/2893737202813850https://orcid.org/0000-0003-1503-1582http://lattes.cnpq.br/6056876214318085Lima, Carlos Roberto Camellohttp://lattes.cnpq.br/5984234498421100https://orcid.org/0000-0002-7669-4059Reis, Luis Filipe Galrao doshttp://lattes.cnpq.br/6163207328254058Vatavuk, Janhttp://lattes.cnpq.br/2607688973456560https://orcid.org/0000-0002-9603-3338Reis, Danieli Aparecida Pereirahttp://lattes.cnpq.br/7058867464306125https://orcid.org/0000-0002-1871-6475Massi, Marcoshttp://lattes.cnpq.br/1992108703603111https://orcid.org/0000-0002-7117-8039This work aimed to study the effects of coating a thin film of silicon carbide (SiC) and chromium interlayer on the fatigue behavior of the Ti-6Al-4V alloy. 400 nm and 200 nm thick films were deposited by the Magnetron Sputtering technique using two sources: HiPIMS and DC. In the characterization of the deposited layer, the average roughness Ra, the thickness of the layers and their adhesion were determined. Uniaxial fatigue tests were performed with R=0.1 and the fracture surfaces were observed by Scanning Electron Microscope. The fatigue strength values showed a decrease due to the thin film deposited with the use of the two sources when compared to the Ti-6Al-4V alloy without coating. Coating using the DC source increased the number of cycles to failure of the fatigue tested specimens compared to the uncoated ones. The fracture surfaces of the coated specimens using the DC source showed that the crack initiation occurred in internal regions of the specimens and not superficially. The layer deposited using the DC source remained adhered to the specimens even after the tests, showing the effectiveness of the film in these tests. In specimens coated using the HiPIMS source, the number of cycles to failure decreased compared to those without coating. The cracks in the specimens coated with the use of the HiPIMS source were mostly superficial and the deposited film showed low adhesion after the tests. The layer deposited using this source proved to be ineffective, worsening the fatigue properties.fatigueTi-6Al-4Vthin filmsHiPIMSmagnetron sputteringBrasilEscola de Engenharia Mackenzie (EE)UPMEngenharia de Materiais e NanotecnologiaTECNOLOGIA, DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAISORIGINALAlexandra Alvim Arbex - PROTEGIDO.pdfAlexandra Alvim Arbex - PROTEGIDO.pdfAlexandra Alvim Arbexapplication/pdf29432643https://dspace.mackenzie.br/bitstreams/99695fc2-7164-47d0-b981-45332b151958/download725a3843c5a05849acbe05a693316943MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://dspace.mackenzie.br/bitstreams/2c36e08f-4182-4f0a-ad39-9eda35c046b6/downloade39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81997https://dspace.mackenzie.br/bitstreams/eb14f4a0-08c0-44aa-8dfc-b893e63fdb9a/downloadfb735e1a8fa1feda568f1b61905f8d57MD53TEXTAlexandra Alvim Arbex - PROTEGIDO.pdf.txtAlexandra Alvim Arbex - PROTEGIDO.pdf.txtExtracted texttext/plain127625https://dspace.mackenzie.br/bitstreams/e5f232e1-bce5-45a7-81ce-c74e31a12df2/download55ce0fb34e129f29c67f4b8ef9d6b594MD54THUMBNAILAlexandra Alvim Arbex - PROTEGIDO.pdf.jpgAlexandra Alvim Arbex - PROTEGIDO.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1134https://dspace.mackenzie.br/bitstreams/e2dc24de-22cb-43bc-b6b7-75cbb98bf7b7/downloade8a529ef6f3b8cd8f6edd84c894bfe04MD5510899/318722023-03-21 02:03:37.639http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Braziloai:dspace.mackenzie.br:10899/31872https://dspace.mackenzie.brBiblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede.mackenzie.br/jspui/PRIhttps://adelpha-api.mackenzie.br/server/oai/repositorio@mackenzie.br||paola.damato@mackenzie.bropendoar:102772023-03-21T02:03:37Repositório Digital do Mackenzie - Universidade Presbiteriana Mackenzie (MACKENZIE)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 |
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