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Previous issue date: 2014-09-24 / Do ponto de vista econ?mico, a metalurgia do p? (MP) ? uma t?cnica bastante usada para
a produ??o de pe?as de pequeno porte. ? poss?vel, atrav?s da MP e de uma pr?via cominui??o de
res?duos s?lidos tais como cavacos ferrosos, produzir pe?as sinterizadas altamente densas e de
interesse para a ind?stria automotiva, eletr?nica e aeroespacial. No entanto, sem essa pr?via
cominui??o dos cavacos, a produ??o de corpos com densidade igual a densidade te?rica por t?cnicas
convencionais de sinteriza??o necessitaria do uso de aditivos ou de temperaturas significativamente
maiores do que 1250?C. Uma rota alternativa para a fabrica??o de corpos sinterizados com alta
densidade a partir de compacta??o de cavacos ferrosos (? 850 ?m) e sinteriza??o em fase s?lida ? a
t?cnica de compacta??o sob alta press?o (AP). Nesse trabalho, foram usadas diferentes press?es de
compacta??o para a produ??o de sinterizados de cavacos de a?o carbono SAE 1050. Especificamente,
foi investigado o efeito da alta press?o de compacta??o no comportamento da densifica??o das
amostras sinterizadas. Portanto, amostras de cavacos do a?o carbono SAE 1050 foram compactadas
uniaxialmente a frio sob press?es de 500 e 2000 MPa, respectivamente. Os corpos verdes obtidos
foram sinterizados sob atmosfera carbonetante a 1100 e 1200?C por 90 minutos. A taxa de
aquecimento usada foi de 20?C/min. Os materiais de partida e os corpos sinterizados foram
caracterizados por microscopia ?ptica, MEV, DRX, medidas de densidade (geom?trica: massa/volume,
e picnometria) e medidas de microdureza Vickers e dureza Rockwel. Os resultados obtidos mostraram
que os compactos produzidos sob 2000 MPa apresentaram valores de densidade relativa de 93% a
100% da densidade te?rica e microdureza entre 150 HV e 180 HV, respectivamente. Diferentemente,
os compactados sob 500 MPa apresentaram uma microestrutura bastante heterog?nea, valor de
densidade abaixo de 80% da densidade te?rica e condi??es estruturais das amostras inadequadas para a
realiza??o das medidas de microdureza e dureza. Os resultados obtidos indicam que utiliza??o da
compacta??o sob alta press?o de cavacos ferrosos ? uma rota bastante promissora para melhorar as
condi??es de sinterabilidade deste tipo de material, pois, al?m de promover uma maior compacta??o
do material de partida, a tens?o externa atua, juntamente com a tens?o superficial, funcionando como
for?a motriz para o processo de sinteriza??o. Adicionalmente, press?es extremamente elevadas
permitem a deforma??o pl?stica dos materiais, promovendo um contato ?ntimo e extenso das part?culas
e eliminando poros e trincas. Isso tende a diminuir o tempo e/ou a temperatura necess?rias para uma
boa sinteriza??o, evitando-se o crescimento excessivo de gr?os, sem o uso de aditivos. Al?m disso, as
press?es elevadas provocam fratura nos gr?os em materiais fr?geis ou d?cteis altamente encruados, o
que propicia um p? de partida, para a sinteriza??o, mais fino, sem os riscos de contamina??o presentes
quando s?o usados m?todos de cominui??o pr?via do p?. / From an economic standpoint, the powder metallurgy (P/M) is a technique widely used
for the production of small parts. It is possible, through the P/M and prior comminution of solid waste
such as ferrous chips, produce highly dense sintered parts and of interest to the automotive, electronics
and aerospace industries. However, without prior comminution the chip, the production of bodies with
a density equal to theoretical density by conventional sintering techniques require the use of additives
or significantly higher temperatures than 1250?C. An alternative route to the production of sintered
bodies with high density compaction from ferrous chips (? 850 microns) and solid phase sintering is a
compression technique under high pressure (HP). In this work, different compaction pressures to
produce a sintered chip of SAE 1050 carbon steel were used. Specifically, the objective was to
investigate them, the effect of high pressure compression in the behavior of densification of the
sintered samples. Therefore, samples of the chips from the SAE 1050 carbon steel were uniaxially
cold compacted at 500 and 2000 MPa, respectively. The green compacts obtained were sintered under
carbon atmosphere at 1100 and 1200?C for 90 minutes. The heating rate used was 20?C/min. The
starting materials and the sintered bodies were characterized by optical microscopy, SEM, XRD,
density measurements (geometric: mass/volume, and pycnometry) and microhardness measurements
Vickers and Rockwell hardness. The results showed that the compact produced under 2000 MPa
presented relative density values between 93% and 100% of theoretical density and microhardness
between 150 HV and 180 HV, respectively. In contrast, compressed under 500 MPa showed a very
heterogeneous microstructure, density value below 80% of theoretical density and structural
conditions of inadequate specimens for carrying out the hardness and microhardness measurements.
The results indicate that use of the high pressure of ferrous chips compression is a promising route to
improve the sinterability conditions of this type of material, because in addition to promoting greater
compression of the starting material, the external tension acts together with surface tension,
functioning as the motive power for sintering process. Additionally, extremely high pressures allow
plastic deformation of the material, providing an intimate and extended contact of the particles and
eliminating cracks and pores. This tends to reduce the time and / or temperature required for good
sintering, avoiding excessive grain growth without the use of additives. Moreover, higher pressures
lead to fracture the grains in fragile or ductile materials highly hardened, which provides a starting
powder for sintering, thinner, without the risk of contamination present when previous methods are
used comminution of the powder.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/19776 |
| Date | 24 September 2014 |
| Creators | Resende, Leonardo |
| Contributors | 45327220478, http://lattes.cnpq.br/8698567925323942, Gomes, Uilame Umbelino, 05012180410, http://lattes.cnpq.br/9858094266525225, Silva, Ariadne de Souza, 00735940401, http://lattes.cnpq.br/5623381698478389, Soares, S?rgio Renato da Silva, 23744898091, http://lattes.cnpq.br/7362119285991685, Costa, Francine Alves da |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, P?S-GRADUA??O EM ENGENHARIA MEC?NICA, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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