Produção e caracterização de ligas de Nb-Ni-Cu-WC via Sinterização por Plasma Pulsado

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dc.contributor.advisor-co1Azevedo, Márcia Giardinieri de
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1062041229035074
dc.contributor.advisor1Oliveira, Michel Picanço
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-9241-0194
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6383844066460475
dc.contributor.authorRibeiro, Yara Daniel
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-3603-3264
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6619922564101297
dc.contributor.referee1Guimaraes, Damaris
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000249323252
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6576377621734943
dc.contributor.referee2Peçanha Junior, Luiz Antônio Fonseca
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-0944-6370
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9570896373469295
dc.date.accessioned2024-05-30T00:48:55Z
dc.date.available2024-05-30T00:48:55Z
dc.date.issued2020-12-17
dc.description.abstractIn this study three alloys composed by Nb-xNi-2WC-2Cu (x=5, 10 and 15% in weight) were produced via Spark Plasma Sintering (SPS), with the object of manufacturing alloys with high mechanical and oxidation resistance when exposed to high temperatures. The high purity starting powders were mixed by a high energy ball mill and consolidated via spark plasma sintering at the temperatures 1000, 1100 and 1200°C, at a constant pressure of 35 Mpa. All samples were characterized in relation to the formed phases, microstructure, densification, hardness and oxidation resistance. The X-RD analisys allowed to observe the formation of the phases Nb, NbO, NbC, Nb2C, W, WC, NbW, δ-Ni3Nb and γ”-Ni3Nb. In the SEM-EDS, the elevation of the sintering temperature increased the homogeneity of the distribution of the elements and decreased the porosity of the specimens. The samples densification varied between 77,4% and 96,97%. The curves registered by the SPS corroborated with the results of densification, showing a greater reduction in volume for the alloys prepared at 1100 and 1200°C. The sintered alloys showed high hardness when compared with other similar composition alloys, reaching up to 1205,1 HV. Both in the hardness test and in the densification test was possible to observe again that the increase in the sintering temperature contributed to improve the final properties of the samples. All of them showed oxidation behavior according to the parabolic rate law, in other words, oxidation was controlled by diffusion. The parabolic rate constant showed a better result in the sample M1 sintered at 1200°C, whereas the worst rate achieved was in the sample M3 prepared at 1000°C, being, respectively, 1.84070 and 4.77481 x 10-7 g 2 / cm4 .s. With the obtained results it was possible to conclude that the applied methodology was efficient for the production of the proposed alloys, that the increase in the sintering temperature has a positive influence on the final material, and finally, that the combination of the M1 composition and the sintering temperature of 1200 ° C resulted in the alloy with superior properties, being then the best studied parameters
dc.description.resumoNo presente trabalho três ligas com composição Nb-xNi-2WC-2Cu (x= 5, 10 e 15 % em peso) foram produzidas via sinterização por plasma pulsado (SPS), com o objeto de fabricar ligas com elevada resistência mecânica e à oxidação quando expostos a altas temperaturas. Os pós de partida com alta pureza foram misturados por um moinho de bolas de alta energia e consolidados via sinterização por plasma pulsado nas temperaturas de 1000, 1100 e 1200°C, com pressão constante de 35 MPa. Todas as amostras foram caracterizadas em relação às fases formadas, microestrutura, densificação, dureza e resistência à oxidação. A análise de DR-X permitiu observar a formação das fases Nb, NbO, NbC, Nb2C, W, WC, NbW, δNi3Nb e γ”-Ni3Nb. No MEV-EDS observou-se que elevação da temperatura de sinterização aumentou a homogeneidade da distribuição dos elementos e diminuiu a porosidade dos corpos de prova. A densificação das amostras variou entre 77,4% e 96,97%. As curvas registradas pelo SPS corroboraram com os resultados de densificação, apresentando maior redução do volume para as ligas preparadas em 1100 e 1200°C. As ligas sinterizadas apresentaram dureza elevada quando comparada com outras ligas de composição parecidas, atingindo até 1205,1 HV. Tanto no teste de dureza quanto no de densificação foi possível novamente observar que o aumento da temperatura de sinterização contribuiu para melhoria das propriedades finais do material. Todas as amostras apresentaram comportamento de oxidação obedecendo a lei da taxa parabólica, ou seja, a oxidação foi controlada pela difusão. A constante de taxa parabólica apresentou melhor resultado na amostra M1 sinterizada em 1200°C, já a pior taxa alcançada foi na amostra M3 preparada em 1000°C, sendo, respectivamente 1,84070 e 4,77481 x 10-7 g 2 /cm4 .s. Com os resultados obtidos foi possível concluir que metodologia aplicada foi eficiente para a produção das ligas propostas, que o aumento da tempreatura de sinterização tem influência positiva no material final, e por fim, que a junção da composição M1 e da temperatura de sinterização de 1200°C resultaram na liga com propriedades superiores, sendo então os melhores parâmetros estudados
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/14093
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química
dc.rightsopen access
dc.subjectMetalurgia do pó
dc.subjectaltas temperaturas
dc.subjectmetalografia
dc.subjectDensificação
dc.subjectResistência à oxidação
dc.subjectPowder metallurgy
dc.subjectHigh temperatures
dc.subjectMetallography
dc.subjectDensification
dc.subjectOxidation resistance
dc.subject.cnpqEngenharia Química
dc.title Produção e caracterização de ligas de Nb-Ni-Cu-WC via Sinterização por Plasma Pulsado
dc.title.alternative Nb-Ni-Cu-WC alloys production and characterization by Spark Plasma Sintering
dc.typemasterThesis
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