Estudo das alterações mecânicas e microestruturais na liga Ti-6Al-4V submetido a implantação iônica por imersão em plasma (3IP-N)

Estudo das alterações mecânicas e microestruturais na liga Ti-6Al-4V submetido a implantação iônica por imersão em plasma (3IP-N)

Author Goncalves, Fabricia Assis Resende Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Reis, Danieli Aparecida Pereira Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Engenharia e Ciência de Materiais
Abstract In this work, we intended to continue the research has already begun in the studies of creep of the Ti-6Al-4V alloy. The objective of this work was the study of Ionic Implantation by Plasma Immersion (3IP-N) in corrosion and creep behavior of Ti-6Al-4V alloy. Materials with appropriate behavior at high temperatures and aggressive environments have become a scientific, technological and economically viable necessity nowadays. The Ti-6Al-4V alloy, studied in this work, was obtained in the annealed condition, after the machining of the samples in the desired dimensions, they were submitted to the surface alteration process, via Immersion Ion Implantation to Plasma (3IP-N), had using nitrogen gas and auxiliary heating. The 3IP-N treatment was performed at two different implantation times for all samples (1 and 2 h) and at different exposure temperatures (700, 800 and 900 °C). The purpose of the treatment was to achieve changes in the surface properties of the alloy, such as the formation of a surface layer of titanium nitrides (TiN and Ti2N) and to obtain improvements in the properties of the material. For the characterization of the samples, the following techniques were used: conventional X-ray diffractometry (XRD) and Grazing Incidence X-ray Diffraction (GIXRD); Glow Discharge Optical Emission (GDOES), optical profilometry, nanoindentation, microindentation, wear, potentiodynamic polarization, optical microscopy (MO) and creep test. With a treatment application a layer was applied on the surface of the samples that positively influenced the mechanical properties of the alloy, increasing the resistance to wear, presenting a tendency favorable to the corrosion resistance, increasing the creep life in a period of 8 That greater for the 3IP-N condition at 900 ° C for 1 h when compared to untreated sample. The mechanical responses obtained confirm the efficiency of the nitrided layer promoted by the 3IP-N treatment in the Ti-6Al-4V alloy.

Neste trabalho pretendeu-se dar continuidade às pesquisas já iniciadas nos estudos de fluência da liga Ti-6Al-4V. O objetivo deste trabalho foi o estudo das alterações mecânicas e microestruturais na liga Ti-6Al-4V submetido a Implantação Iônica por Imersão em Plasma (3IP-N). Materiais com comportamento adequado em temperaturas elevadas e ambientes agressivos tornaram-se uma necessidade científica, tecnológica e economicamente viável nos dias de hoje. A liga Ti-6Al-4V, estudada neste trabalho, foi obtida na condição recozida, após a usinagem das amostras nas dimensões desejadas, em seguida foram submetidas ao processo de modificação de superfície via Implantação Iônica por Imersão a Plasma (3IP-N), utilizando-se como gás de implantação o nitrogênio e aquecimento auxiliar. O tratamento de 3IP-N foi realizado em dois diferentes tempos de implantação (1 e 2 h) e diferentes temperaturas de exposição (700, 800 e 900 °C). O objetivo do tratamento foi de alcançar modificações nas propriedades superficiais da liga, tal como a formação de uma camada superficial de nitreto de titânio (TiN) e obter melhorias nas propriedades do material. Para as caracterizações das amostras foram utilizadas as técnicas: difratometria de raios X (DRX) convencional e com incidência rasante (GIXRD); espectroscopia de emissão óptica por descarga luminescente (GDOES), perfilometria óptica, nanoindentação, microindentação, desgaste, polarização potenciodinâmica, microscopia óptica (MO) e ensaio de fluência. Com a aplicação do tratamento foi obtida uma camada nitretada sobre a superfície das amostras que influenciou positivamente nas propriedades mecânicas da liga, aumentando a resistência ao desgaste, apresentando uma tendência favorável a resistência contra corrosão, aumentando a vida em fluência apresentando um tempo de fratura 8 vezes maior para a condição de 3IP-N a 900 °C por 1 h quando comparada com amostra não tratada. As respostas mecânicas obtidas comprovaram a eficiência da camada nitretada promovida pelo tratamento por 3IP-N na liga Ti-6Al-4V.
Keywords Ti-6Al-4V
3IP-N
Corrosion
Creep
Ti-6Al-4V
3IP-N
Corrosão
Fluência
Language Portuguese
Date 2019-05-27
Research area Materiais E Processos Para Aplicações Industriais
Knowledge area Ciência, Engenharia E Tecnologia De Materiais
Publisher Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extent 87 p.
Origin https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=7693779
Access rights Closed access
Type Thesis
URI https://repositorio.unifesp.br/handle/11600/59427

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