The thermal oxidation of titanium alloys is a technique studied to improve the tribological
performance, despite its evidences of loss of performance in fatigue. Thermal oxidation
treatment of Ti-6Al-4V alloy was performed in air at 600 °C for 2, 5 and 10 h. The fatigue
behavior were evaluated and compared with those of the untreated one. The
characterization was performed through optical and electronic microscopy, x-ray
diffraction, microhardness and roughness measurements. The results of the XRD
showed a growth of the rutile peaks when increasing the treatment time from 2 to 10 h.
Microhardness and roughness were also elevated by increasing treatment time up to 10
h. There was an increase in mean thickness from 0.12 μm to 1.09 μm, increasing the
treatment duration from 2 to 5 h. The results indicated a reduction in the fatigue limit of
samples subjected to oxidation. The results indicated a reduction of 35% for oxidized
samples for 2 h, 27% for oxidized samples for 5 h and 29% for samples treated for 10 h,
in relation to the test with untreated specimens. The detrimental effect caused by the
layer formed after oxidation for 2 h was as damaging as that caused by the layer formed
after 10 h, even if presented with a higher thickness. The morphology found in the
fractured samples indicated embrittlement on the surface of the oxidized samples,
contributing to the nucleation of initial cracks in the layer that favored the propagation of
fatigue, independent of the layer thickness. / A oxidação térmica de ligas de titânio é uma técnica estudada para melhorar o
desempenho tribológico, apesar das evidências de perda de desempenho em fadiga. O
tratamento de oxidação térmica da liga Ti-6Al-4V foi realizado ao ar a 600 °C durante 2,
5 e 10 h. O comportamento à fadiga foi analisado e comparado com a condição não
tratada. Foi feita caracterização através de análise por microscopia ótica e eletrônica,
difração de raios-x, microdureza e medição da rugosidade. Os resultados do DRX
demonstraram crescimento dos picos de rutilo ao elevar o tempo de tratamento até 10
h. Observou-se, também, elevação da microdureza e da rugosidade ao elevar o tempo
de tratamento até 10 h. Verificou-se um aumento na espessura média da camada
formada de 0,12 μm para 1,09 μm ao elevar a duração do tratamento de 2 para 10 h.
Os resultados apontaram redução de resistência a fadiga de 35 % para amostras
oxidadas durante 2 h, 27 % para amostras oxidadas por 5 h e 29 % para as amostras
tratadas durante 10 h, em relação ao ensaio com corpos de prova não submetidos ao
tratamento. O efeito prejudicial causado pela camada formada após oxidação de 2 h foi
tão danoso quanto o causado pela camada formada após 10 h, apesar da diferença
entre as espessuras da camada. A morfologia encontrada nas amostras fraturadas
indicou fragilização na superfície das amostras oxidadas, contribuindo para a nucleação
de trincas iniciais na camada que favoreceram a propagação de fadiga, independendo
da espessura de camada. / São Cristóvão, SE
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/10596 |
| Date | 01 February 2019 |
| Creators | Lima, Gustavo Dória |
| Contributors | Griza, Sandro |
| Publisher | Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade Federal de Sergipe |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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