Elaboração e caracterização de revestimento protetores depositados por pack cementation em ligas de alumineto de titânio

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Bon, Bruno Abreu
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Cinética de crescimento; Growth kinetics; High temperature oxidation; Ligas de titânio; Oxidação em alta temperatura; Pack Cementation; Titanium alloys

As ligas γ-TiAl têm sido estudadas como materiais promissores em motores e turbocompressores nas indústrias aeroespaciais, principalmente em substituição às ligas e superligas à base de níquel. Alta resistência mecânica e baixa densidade são algumas das suas boas propriedades. Porém, a baixa resistência à oxidação limita as suas aplicações em temperatura superiores a 750 °C. Neste sentido, o presente trabalho visou a reprodução da liga comercial TNM® -B1 como substrato a ser revestido pelo processo Pack Cementation, a fim de melhorar sua resistência à oxidação. Os substratos γ-TiAl foram revestidos com ligas doadoras Al-Hf, Al-Y2O3, Si-B e Si-Ge, preparadas a partir da mistura das suas substâncias puras ou cominuídas após processo de fusão. As amostras foram caracterizadas com auxílio das técnicas de difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura acoplado à espectroscopia por energia dispersiva. O substrato sem revestimento no seu estado bruto de fusão e o tratado termicamente (1200 °C/2 h) apresentaram composição atômica muito próxima da liga comercial. Revestimentos obtidos a partir de cementos contendo ligas doadoras Al-Hf ou Al-Y, apresentaram fases TiAl3 e TiAl2, com uma boa adesão entre revestimento/substrato, espessuras uniformes e livres de defeitos. Revestimentos com ligas doadoras à base de Si-B tiveram seu crescimento limitado pela formação da fase TiB2. Os revestimentos com Si-Ge, resultaram em um revestimento de baixa qualidade metalúrgica, observando-se porosidades e trincas. Os comportamentos cinéticos dos revestimentos seguiram uma tendência de crescimento da espessura conforme tempos crescentes. Foram determinadas constantes do tipo parabólicas (kp) para todos os revestimentos que utilizaram ligas doadoras preparadas a partir da mistura dos seus elementos puros em pós. Para os revestimentos com liga doadora Al-Hf preparada por processo de fusão e posterior cominuição, o seu kp não foi calculado devido a ordem cinética resultante ter sido do tipo cúbica.