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Caracterização microestrutural e comportamento à oxidação em temperaturas elevadas de ligas TiAl / Microstructural characterization and oxidation behavior of high temperatures of TiAl alloysOliveira, Rafaela Cerqueira Batista de 16 October 2018 (has links)
As ligas γ-TiAl são atraentes para diversos segmentos industriais, tais como aeronáutico, aeroespacial e automobilístico, visto a sua combinação única de propriedades mecânicas aliadas a sua baixa densidade, alto ponto de fusão (1400 - 1500 °C), boa resistência à oxidação e à fluência, dentre outros. Contudo, apresentam como limitadores de aplicação uma baixa ductilidade à temperatura ambiente e insuficiente resistência à oxidação quando submetida às temperaturas superiores a 800 °C. Portanto, diversos elementos de liga têm sido adicionados à liga γ-TiAl com o intuito de melhorar estas propriedades. Diante disto, o objetivo deste trabalho é caracterizar a microestrutura e o comportamento em oxidação em temperaturas elevadas das ligas γ-TiAl: Ti-48Al-2Nb-2Cr-0,5B (% at.) e Ti-44Al-4Nb-1Mo-0,5B (% at.). Os lingotes foram fundidos em um forno a arco elétrico sob atmosfera de argônio e a partir deles foi realizada a caracterização microestrutural por meio de difração de raios X, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. As análises permitiram identificar em ambas as ligas as fases γ-TiAl (matriz), α2-Ti3Al e β (B2). A microestrutura ao longo da seção transversal das ligas apresentou-se heterogênea, com grãos equiaxiais e uma estrutura lamelar na região central do lingote. Outro fato a ser evidenciado é a presença de regiões dendríticas em ambas as ligas, sendo que na liga Ti-48Al-2Nb-2Cr-0,5B(% at.) também foram observadas colônias de fragmentos dendríticos. O ensaio termogravimétrico foi realizado sob 1000 °C, ao ar por 7 h, e a partir dele observou-se que a resistência à oxidação de ambas as ligas apresentaram baixo ganho de massa quando submetidas a temperaturas inferiores a 850 °C, entretanto, a 1000 °C o comportamento das curvas evidencia que a liga Ti-48Al-2Nb-2Cr-0,5B(% at.) possui uma melhor resistência a oxidação do que Ti-44Al-4Nb-1Mo-0,5B (% at.) nesta temperatura. / γ-TiAl alloys are attractive to a number of industrial segments such as aeronautics, aerospace and automotive, since their unique combination of mechanical properties combined with their low density, high melting point (1400 - 1500 ° C), good oxidation and creep resistance, and others. However, they have as application limiters a low ductility at room temperature and insufficient oxidation resistance when exposed to temperatures exceeding 800 °C. Several alloying elements have been added to the γ-TiAl alloy in order to improve these properties. Therefore, the objective of this study is to characterize the microstructure and oxidation behavior at high temperatures of two γ-TiAl alloys: Ti-48Al-2Nb-2Cr-0.5B (wt.%) and Ti-44Al-4Nb-1Mo-0.5B (wt.%). The ingots were melt in an electric arc furnace under an argon atmosphere and then, the microstructural characterization was carried out by diffraction X-ray, optical microscopy (OM) and scanning (SEM). By the analyzes was possible to identify the phases γ-TiAl (matrix), α2-Ti3Al and β (B2) in both alloys. The microstructure along the cross section of the alloys was heterogeneous showing equiaxial grains, and dendritic regions in both alloys. In the Ti-48Al-2Nb-2Cr-0.5B (wt.%) alloy colonies of dendritic fragments were also observed. The thermogravimetric test was performed under 1000 °C in air for 7 h. As result it it was observed that the oxidation resistance of both alloys showed low mass gain when the temperature was up to 850 °C, however, at 1000 °C the curves\' behavior evidence that the Ti-48Al-2Nb-2Cr-0.5B (wt.%) alloy has a better oxidation resistance than Ti-44Al-4Nb-1Mo-0.5B (wt.%) at this temperature.
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Evolução tecnológica dos materiais e geometria de pistões para motores de combustão interna e um estudo de caso de pistão para aplicação em motor diesel com trinca no cuboYamawaki, Marcio 17 October 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-10-17 / Pistons are one of the most challenged components on an internal combustion engine. The range of thermal and mechanical loads on these components reach limit levels where the applied materials cannot react and are not able to go back to its original condition. We can say that pistons are the fuses of an internal combustion engine.
The adequate selection of materials for the pistons must take in account the usage of the engines. For passenger cars for instance, typically light alloys are chosen in order to attend the low fuel consumption and emission level demands. For commercial vehicles there are more freedom choosing the materials because weight does not play the same level of role but on the other hand requires materials that can resist the very high loads involved. The objective of this work is to describe the criteria s involved on a piston design and how closed they are connected with the adequate material selection. A case study of a aluminum piston for Diesel engine application that presented a pin bore crack related to feathery grain formation will be shown. / Os pistões são um dos componentes mais solicitados em um motor de combustão interna. O conjunto de cargas térmicas e mecânicas nestes componentes chega a atingir limites onde os materiais empregados não conseguem mais reagir de maneira a retornar a sua condição original. Pode-se dizer que os pistões são os fusíveis de um motor à combustão interna. A escolha dos materiais mais adequados para a confecção dos pistões passa por um critério de seleção que deve levar em conta o tipo de aplicação dos motores. A aplicação de motores em carros de passeio por exemplo, tipicamente exige a utilização de ligas mais leves em seus componentes visando atender aos requisitos de redução do consumo de combustíveis e também de emissão de poluentes. Já para a aplicação em veículos utilitários pesados existe uma maior liberdade para a escolha dos materiais dos componentes pois o peso já não tem a mesma influência sobre a performance mas por outro lado exige a utilização de materiais mais resistentes devido às altas cargas envolvidas. O objetivo do trabalho é discorrer também sobre os critérios envolvidos no projeto dos pistões e como eles estão correlacionados com a escolha dos materiais mais adequados. Será mostrado também um estudo de caso de um pistão de alumínio aplicado em um
motor Diesel e que apresentou uma trinca no cubo relacionada à formação de dendritas gêmeas.
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