Departamento de Engenharia de Materiais

ID: 9351

Resumo

Neste trabalho serão abordados o conceito de Ligas de Alta Entropia (LAEs) e o endurecimento por solução sólida. Serão analisados experimentalmente três estudos sobre o endurecimento de Ni por solução sólida e determinado qual o modelo mais eficaz. Dois desses estudos, propostos por Varvenne et al. [1,2] e por Toda-Caraballo (TC) [3.4], se baseiam na ideia de que a diferença de raios atômicos é o que controla a resistência mecânica da liga. O terceiro recentemente proposto por Oh et al.[5] discute que o principal fator para o endurecimento por solução sólida é a diferença entre a eletronegatividade dos elementos. Serão trabalhadas duas ligas concentradas de Ni, Ni₅₀Pd₅₀ (% atômica) seguindo a ideia do primeiro modelo descrito, e Ni_63.2V_36.8 (% atômica) seguindo o segundo modelo. Assim, o objetivo desse trabalho é verificar os critérios de endurecimento por solução sólida recentemente propostos na literatura utilizando duas ligas modelos Ni_63.2V_36.8 e Ni₅₀Pd₅₀ (% atômica), que divergem quanto aos resultados esperados.

Os materiais utilizados foram de alta pureza (99.99% ou superior), e as ligas foram fundidas em um forno a arco com atmosfera inerte de argônio. Os lingotes foram solubilizados e homogeneizados por 4 horas em 1100°C, resfriados em água e laminados até uma espessura de aproximadamente 1mm. O lingote da liga de NiV foi cortado em pedaços menores. Seis pedaços passaram por diferentes tratamentos térmicos de recristalização (variando o tempo e a temperatura). Foram embutidos, lixados e polidos e as amostras foram submetidas a um ensaio de microdureza Vickers. Ainda passarão pelo ataque químico para que a microestrutura seja revelada e o tamanho dos grãos medidos e assim poder ser levantada uma curva de microdureza por tamanho de grão elevado a –0,5 (gráfico de Hall Petch). A liga NiPd passará pelos mesmos processos e por último serão comparadas as curvas obtidas de modo a estimar a resistência ao escoamento intrínseca de ambas as ligas analisando apenas a componente de endurecimento por solução sólida garantindo que outras variáveis não influenciem nos resultados. Com os resultados do ensaio de microdureza Vickers para a liga NiV, um gráfico foi levantado a fim de comparar a dureza com as amostras que passaram por diferentes tratamentos térmicos. Ainda que as durezas obtidas para a liga de NiV estejam dentro do esperado, nenhuma conclusão parcial pode ser tomada antes de serem mensurados os tamanhos de grão das amostras para que o gráfico de Hall Petch seja levantado e comparado com os resultados da liga NiPd e outras ligas de alta entropia.

Apresentação

ID: 9280

Resumo

O desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos vem sendo extensivamente estudado nas últimas décadas uma vez que a adição de uma nanopartícula a uma matriz polimérica pode resultar em alterações significativas nos comportamentos térmicos, mecânicos e de permeação, quando comparadas aos polímeros puros ou compósitos convencionais [1 - 3]. O uso da sepiolita (SEP) vem sendo avaliado, em aplicações biomédicas e farmacêuticas, principalmente devido a sua toxicidade nula, morfologia, alta área específica, alta capacidade de absorção, propriedades reológicas e capacidade de trocas de íons [4]. Nesta área de aplicações, é de destaque o uso do poliuretano termoplástico (TPU) devido a sua flexibilidade, biocompatibilidade, bio-estabilidade e isolamento elétrico [5]. Dessa forma, nanocompósitos de TPU/SEP apresentam um grande potencial para aplicações como materiais funcionais na área biomédica e até o presente momento, essa potencialidade permanece pouco explorada. O presente trabalho teve como objetivo a preparação e caracterização de nanocompósitos de TPU com SEP através de mistura no estado fundido. O processamento foi realizado utilizando-se um misturador interno Haake, modelo Rheomix 600p, na temperatura de 180°C, rotação de 100 rpm e tempo de mistura de 5 min. Visando a obtenção de uma dispersão eficiente da nanopartícula na matriz polimérica, dois protocolos de mistura foram analisados (adição direta, AD, ou em duas etapas, através da diluição de um concentrado, MB), para um teor constante de 5% em massa de SEP. Os materiais desenvolvidos foram analisados quanto a seus comportamentos térmico (através de calorimetria exploratória diferencial, DSC, e análise termogravimétrica, TGA), reológicos (propriedades nos regimes permanente e dinâmico) e mecânico (ensaios de tração). Durante o processamento dos nanocompósitos não foram observados indícios de degradação térmica da matriz polimérica. A adição de SEP ou o protocolo de mistura não apresentaram influencia significativa no comportamento térmico analisado por DSC; a incorporação de SEP levou a um retardamento da degradação térmica analisada por TGA, com deslocamento de cerca de 50°C na temperatura de pico de degradação. Notou-se também que a adição da SEP influenciou no comportamento reológico do TPU, sendo observados aumentos consideráveis na viscosidade (h) e nos módulos de armazenamento (G’) e de perda (G’’), que podem ser correlacionados com à atuação da SEP como pontos de ancoramento molecular. Os aumentos nas propriedades reológicas foram maiores para o nanocompósito obtido através do protocolo de mistura em duas etapas, indicando que essa rota possibilitou um melhor estado de dispersão da SEP na matriz polimérica. Os resultados dos ensaios de tração indicaram que a incorporação de SEP proporcionou aumentos significativos no módulo elástico, sem afetar substancialmente o comportamento dúctil do TPU. A manutenção dos valores de tensão de ruptura e a queda pouco acentuada na deformação de ruptura indicam que a SEP não está agindo como um agente concentrador de tensão na matriz de TPU e, mesmo sem ter sofrido qualquer tratamento de organofilização, apresenta boas interações com a matriz polimérica. Os comportamentos mecânicos observados corroboraram com os resultados reológicos, indicando uma melhor dispersão da SEP quando utilizado o protocolo de mistura em duas etapas.

Apresentação

ID: 9509

Resumo

Ligas quasicristalinas são ligas formadoras de fases quasicristalinas e possuem características de boa resistência ao desgaste, elevada dureza e resistência mecânica em altas temperaturas e por isso são interessantes para aplicações automobilísticas e aeronáuticas. As fases quasicristalinas, por sua vez, podem ser de dois tipos, estáveis e metaestáveis, enquanto as primeiras são formadas através de processos convencionais, as últimas, requerem altas taxas de resfriamento para se formarem, na ordem de 10⁴ K/s. A Fusão Seletiva a Laser (FSL) é um dos métodos de manufatura aditiva onde, ponto a ponto, funde-se o pó depositado no substrato. O fato da peça ser construída camada a camada permite a fabricação de peças de geometria complexa com o mínimo desperdício de matéria-prima. Neste trabalho, três pós de composição Al₉₅Fe₂Cr₂Ti (P1), Al₉₃Fe₃Cr₂Ti₂ (P2) e Al₉₁Fe₄Cr₃Ti₂( P3), foram utilizados. Estes pós foram produzidos e fisicamente e microestruturalmente caracterizados através de um projeto prévio, o qual encontra-se inserido no mesmo tema de pesquisa. Os três pós foram então processados por FSL, sob potência de laser variando de 100 a 350W e velocidades de 200 a 900 mm/s, enquanto os demais parâmetros do processo foram mantidos constantes. Sabendo que os parâmetros de processo da FSL determinam as condições de solidificação e também as propriedades das peças produzidas, este trabalho buscou investigar a menor unidade formadora das peças fabricadas por FSL e entender quais os impactos da variação de potência e velocidade de laser na morfologia e na dureza das poças de fusão que constituem as peças finais. Para isso, as amostras de P1, P2 e P3 produzidas por FSL com diferentes potências e velocidades de laser, foram embutidas e superficialmente lixadas, e então analisadas por Microscopia óptica (MO) e microdureza Vickers (HV). Cem medidas de largura e profundidade foram feitas usando o software ImageJ, para cada amostra. Testes de microdureza foram executados nas regiões claras e escuras das poças de fusão para cada amostra. Para P1, as poças mais largas foram observadas a 200W e 200 mm/s, enquanto a profundidade tende a aumentar com o aumento da potência do laser, sendo maior em 800 mm/s. Para P2, os comportamentos da largura e da profundidade são semelhantes, atingindo valores máximos em 200W e 200 mm/s. Para P3 a largura é maior a altas potências (250 a 350W) e velocidades (acima de 500 mm/s), o mesmo ocorre em baixas velocidades (até 400 mm/s) e potências entre 150 e 200W, já a profundidade é maior em 600 mm/s e acima de 250W. Os testes de microdureza Vickers mostraram que as regiões mais claras apresentam dureza mais elevada que as mais escuras. As peças produzidas com o pó P3 apresentaram dureza mais elevada que as peças de P1 e P2. A dureza das peças mostrou uma maior dependência do parâmetro de potência do laser. Em adição a isso, pelas análises de MO, foi possível verificar a presença das fases quasicristalinas mais refinadas nas regiões claras (centro das poças de fusão) e mais grosseiras nas regiões escuras (bordas das poças de fusão).

Apresentação

ID: 8839

Resumo

Introdução

Impactos ambientais podem ser caracterizados pelas alterações no meio ambiente, provocados pelo homem e suas atividades, sendo diretamente relacionado com o crescimento acelerado das zonas urbanas, o uso irresponsável dos recursos naturais, além do aumento da frota de automóveis, por exemplo. Atualmente, os aços de baixa densidade estão em destaque no cenário científico e tecnológico devido à combinação de boas propriedades mecânicas e baixa densidade. Nos aços convencionais, a ferrita e a austenita possuem densidade de 7,85 g/cm3 e 8,15 g/cm3 respectivamente. Já os aços de baixa densidade (austeníticos) podem apresentar uma densidade de 6,8 g/cm3, sendo que essa propriedade varia com o teor de elementos de liga adicionados.

Objetivo

O estudo desse projeto teve por finalidade avaliar as propriedades mecânicas de um aço de baixa densidade Fe-25Mn-3Al-0,4C selecionado por cálculos termodinâmicos considerando o valor de energia de falha de empilhamento necessário para atuação de mecanismos de indução de plasticidade e as fases possíveis para essa liga, especialmente, o efeito TWIP (indução de plasticidade pela formação de maclas).

Metodologia

O aço foi conformado por spray a partir de matérias primas puras. Após a conformação por spray, o material foi conformado mecanicamente por uma forja rotativa o que gerou barras cilíndricas e em seguida tratado termicamente à 900°C num forno por 20 minutos. Esse processamento gerou microestruturas austeníticas. Para a caracterização microestrutural, foram realizadas microscopia ótica e eletrônica de varredura; já para a caracterização mecânica foram realizados ensaios de tração segundo a norma ASTM E8/E8M-16a.

Resultados

Esse aço, após ensaios mecânicos, resultou em um limite de escoamento com valor de 314 MPa, limite de resistência à tração resultando em 690 MPa e alongamento final de 55%; isso porque, esse aço possui uma energia de falha de empilhamento dentro do intervalo de atuação do efeito TWIP e a ductilidade relativamente alta é um indicativo da atuação das maclas de deformação, ou seja, dos mecanismos de incremento de plasticidade. Além disso, esse aço obteve uma densidade final de 7,48 g/cm3, o que é notavelmente menor do que a densidade de aços convencionais de 7,80 g/cm3.

Conclusões

O objetivo desse aço é ter uma aplicação no setor automobilístico com uma redução de peso estrutural e consequentemente uma melhor eficiência energética para a indústria. Nesse trabalho foi desenvolvido um aço de baixa densidade austenítico com energia de falha de empilhamento baixa o suficiente para se ter o efeito TWIP, além de se ter grãos equiaxiais e sem macrossegregação (resultado da conformação por spray). Dessa forma, esse aço se apresenta de forma eficiente para as indústrias automobilísticas e contribuiu em estudos científicos que demonstram que as maclas de deformação podem ser formadas em aços de baixa densidade durante esforços mecânicos, o que mostra a influência dos mecanismos de indução de plasticidade, o efeito TWIP, nas propriedades mecânicas dessa classe de aços.

Apresentação

ID: 9294

Resumo

Os polímeros têm tido um papel importante na evolução, dada a gama de possibilidades de aplicação, permitindo desde a economia energética no setor automobilístico, como a praticidade no cotidiano da sociedade. Porém, o aumento excessivo na produção e o mau gerenciamento do seu descarte, tem sido um dos grandes problemas no impacto ambiental.

Dessa maneira, polímeros provenientes de recursos renováveis ou mesmo de derivados do petróleo, mas de caráter biodegradável, estão sendo foco de muitos estudos, como o amido termoplástico (TPS). Este é um polímero de fonte renovável com custo inferior em relação aos demais polímeros biodegradáveis, porém, sua resistência mecânica limitada e seu caráter higroscópico, restringem sua aplicação. Dentre os polímeros biodegradáveis que contornam as desvantagens do TPS, tem-se o poli(adipato co-tereftalato de butileno) (PBAT), com propriedades semelhantes ao LDPE, no entanto, seu elevado custo aponta as blendas TPS/PBAT como principal interesse. Já a lignina, um subproduto da indústria Papel e Celulose, e atualmente, mais utilizada na queima para geração de energia, pode ser incorporada, substituindo parte do amido, pois além de fornecer a proteção parcial à luz UV para o polímero, apresenta características mais hidrofóbicas que o amido.

O presente projeto teve como objetivo o estudo de filmes TPS/PBAT (50:50 em massa) com substituição de parte do amido por lignina, em concentrações mássicas 100:0; 70:30 e 50:50 (amido:lignina), com a plastificação prévia da mistura entre amido e glicerol apenas para o filme com ausência de lignina. Posteriormente, a produção dos filmes na extrusora dupla co-rotacional no perfil 105/120/150/150/150ºC - 150 rpm.

Os filmes obtidos foram analisados através do ensaio de tração na máquina universal Instron, sob a norma ASTM D882-18. Por meio dos resultados, foi possível verificar que a presença de amido eleva o valor do módulo de elasticidade desses filmes, já a presença da lignina reduz o alongamento na ruptura, devido aos prováveis concentradores de tensão - aglomerados de lignina, que aumentam consideravelmente com espessura dos filmes.

O estudo do índice de fluidez, mostrou que quanto maior a porcentagem de lignina na composição, maior a fluidez do material. Tal resultado pode ser explicado tanto pela degradação do material, acelerada pelos grupos ácidos da lignina, como a redução de emaranhamentos, promovendo uma maior fluidez.

A caracterização térmica por calorimetria exploratória (DSC) TA Instruments, aponta que a lignina tende a aumentar a temperatura de transição vítrea, enquanto diminui as temperaturas de cristalização e de fusão, devido provavelmente a sua estrutura volumosa. Por fim, os resultados dos ensaios termogravimétricos (TGA) mostraram que o aumento da substituição do amido pela lignina, reduz a perda de massa total, elevando a porcentagem residual. Todavia, não houve mudanças significativas em relação às temperaturas de degradação.

Diante dos resultados, foi possível concluir que existe uma importância na aplicação de lignina em polímeros TPS/PBAT, atribuindo melhoras nas propriedades quanto a proteção UV e a higroscopicidade, além de manter o caráter biodegradável do material, mostrando-se eficiente quanto à exposição à temperatura e umidade.

Apresentação

ID: 9378

Resumo

O acúmulo de plásticos é um dos grandes problemas ambientais atualmente. Os polímeros biodegradáveis apresentam-se como uma alternativa sustentável para a utilização em aplicações de curto tempo de vida, fazendo com que os resíduos gerados sejam degradados em menor tempo e a matéria-prima pode ser de fonte renovável ou não.

Neste sentido, o poli (adipato-co-tereftalato de butileno) (PBAT), polímero biodegradável flexível, tem se destacado, ainda que sua produção ainda enfrente obstáculos em relação ao custo de produção. Desta forma, pesquisas acerca da otimização da produção são de suma importância. A lignina, por sua vez, é um subproduto da indústria de papel e atualmente é queimada para geração de energia, sendo considerado como um produto de baixo valor agregado. Assim, busca-se ampliar sua utilização visto que este é um material nobre que vem sendo descartado.

A presente pesquisa se propôs a estudar blendas para aplicação em filmes de recobrimento agrícola, utilizando PBAT e a lignina. Inicialmente, foi feita a produção de filmes em uma extrusora dupla rosca acoplada a uma matriz de filme, no perfil 105°/120°/150°/150°/150° - 150 rpm, com as composições 0% lignina, 2,5% lignina e 5% lignina, utilizando as matérias-primas em pó e previamente misturadas por tamboreamento.

Os filmes obtidos foram caracterizados por meio de ensaio de tração em uma máquina universal de ensaios Instron seguindo a norma ASTM D882.3079. Os resultados mostraram que, relativo ao alongamento na ruptura, verifica-se uma tendência de redução, o que pode ser explicado possivelmente pela presença de agregados de lignina agindo como concentradores de tensão na matriz de PBAT. No entanto, considerando as médias e seus desvios-padrões, estas variações são pouco significativas. O baixo valor do módulo em todos os casos mostra que a alta flexibilidade do filme permanece, apesar de apresentar uma sutil diminuição, o que para a aplicação proposta se mostra bastante positivo pois as propriedades mecânicas foram pouco alteradas.

Outro ensaio realizado foi medidas de índice de fluidez (MFI), cujos valores foram crescentes com o aumento da concentração de lignina. Estes resultados indicam que as partículas de lignina podem funcionar como lubrificantes ou degradar o material, uma vez que a viscosidade da amostra diminui com o aumento da presença da lignina.

Por fim, foram realizadas caracterizações térmicas por meio de calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os resultados mostraram um aumento da Tg, mas Tm e Tc se mantiveram, assim como a % de cristalinidade.

Por meio deste trabalho foi possível concluir que filmes compostos de PBAT e lignina são uma boa alternativa para os polímeros utilizados hoje na agricultura, uma vez que têm características mecânicas, térmicas e morfológicas que são esperadas para este tipo de aplicação. Além disso, a lignina cumpre adequadamente sua função de reduzir os custos e também aumenta o caráter renovável do material, o que mostra o aspecto promissor deste projeto.

Apresentação

ID: 9277

Resumo

Nos últimos anos, o desenvolvimento de materiais poliméricos biodegradáveis e/ou obtidos de fontes renováveis se tornou um dos principais focos de pesquisa de setores como o de embalagens e biomédico, destacando-se o uso do poli(ácido lático), PLA, um termoplástico biodegradável, biocompatível, obtido de fontes renováveis e com propriedades similares aos dos polímeros produzidos a partir de derivados de petróleo, porém com inerente fragilidade [1]. Poliuretanos termoplásticos (TPUs) são excelentes candidatos para atuar como agentes tenacificantes em blendas com PLA uma vez que apresentam uma combinação de alta elasticidade e tenacidade com biocompatibilidade e biodegradabilidade [2]. Blendas de PLA/TPU são, de maneira geral, imiscíveis e para otimizar seus comportamentos mecânicos, a adição de agentes compatibilizantes se torna necessária [3]. Mais recentemente, uma nova abordagem tem atraído interesse: a compatibilização pela adição de nanopartículas (NPs), que podem atuar como agentes compatibilizantes se assegurarem uma adesão interfacial forte entre dois polímeros incompatíveis [4]. O presente trabalho se propôs a desenvolver blendas de PLA/TPU tenacificadas, a partir de mistura no estado fundido, utilizando-se sepiolita (SEP) como agente de compatibilização interfacial. Através de diferentes sequencias de mistura, seria analisada a dispersão seletiva da SEP na blenda, correlacionando-se a morfologia obtida com os comportamentos térmicos, reológicos e mecânicos dos compostos desenvolvidos. Devido à pandemia de COVID-19, que gerou restrições de saúde e segurança, não foi possível realizar todas as atividades experimentais propostas. Os nanocompósitos foram obtidos por mistura no estado fundido, além de caracterização das matérias primas por reometria capilar. As demais caracterizações não foram realizadas e foram substituídas por uma prospecção bibliográfica, buscando-se na literatura resultados obtidos em sistemas semelhantes, que possibilitasse inferir comportamentos possíveis dos materiais desenvolvidos. Os resultados, portanto, foram parte obtidos através de análises em laboratório e parte obtidos através de estudos de artigos científicos e relatórios. Durante o processamento, pode-se constatar que não houve degradação significativa dos materiais nos diferentes protocolos de mistura utilizados (mistura de todos os componentes ao mesmo tempo, obtenção da blenda PLA/TPU e posterior adição da SEP e inclusão da SEP em uma das fases e posterior diluição na outra). De acordo com a análise bibliográfica realizada, pode-se projetar que a presença de sepiolita não deve aumentar a velocidade de degradação da blenda, além de não apresentar efeito significativo na temperatura de transição vítrea (Tg) dos constituintes (PLA e TPU) [5 - 8]. Além disso, tanto a presença de SEP quanto o protocolo de mistura devem apresentar influência nas propriedades viscoelásticas, bem como no comportamento mecânico das blendas compatibilizadas. Espera-se aumentos nos módulos de armazenamento (G’) e perda (G’’) no estado fundido e aumento da rigidez no estado sólido, além de diminuição da resistência ao impacto da blenda [7, 8]. Portanto, é possível projetar que a adição de sepiolita à blenda PLA/TPU seria majoritariamente benéfica.

Apresentação

ID: 9109

Resumo

Ligas de alta entropia constituem uma nova classe de ligas metálicas baseadas em diversos elementos principais e podem ser definidas como composições que contenham, no mínimo, cinco elementos químicos, cujas concentrações atômicas encontram-se entre 5 e 35%. Desse modo, dada a grande quantidade de composições possíveis, essa classe de materiais apresenta um grande espectro de propriedades mecânicas e funcionais quando comparadas a ligas tradicionais. A liga de alta entropia AlCoCrFeNi_2.1 trata-se de uma composição eutética de elevado ponto de fusão amplamente estudada pela literatura e apresenta grande variação nas propriedades mecânicas em função das condições empregadas em seu processamento.

A fim de investigar o efeito dos parâmetros de solidificação na microestrutura e nas propriedades mecânicas dessa liga, objetivo deste projeto, foi empregada a técnica conhecida como solidificação direcional vertical ascendente, que resulta em um único lingote cujas seções transversais experimentam diferentes taxas de resfriamento, velocidade de propagação da isoterma e gradientes térmicos durante a solidificação. Os dados térmicos foram coletados por termopares dispostos a diferentes distâncias da base e foram utilizados para a determinação dos parâmetros térmicos através de ajustes de curvas para a temperatura liquidus, 1342°C, prevista pelo software ThermoCalc, e para a temperatura eutética, 1341,5°C, inferida a partir de uma curva de resfriamento. Anterior à obtenção das amostras, foi capturada uma macrografia de uma das faces do lingote cortado para verificar a ocorrência ou não de solidificação direcional. Então, para efeito de análise, foram cortadas por eletroerosão duas amostras longitudinais e seis amostras transversais localizadas a diferentes distâncias da base. Ambas as amostras longitudinais foram submetidas a ensaios de difração de raios X.

Através da macrografia realizada, constatou-se a morfologia de grãos colunares, aproximadamente, nos primeiros 20 mm, típica do processamento por solidificação direcional. Através dos difratogramas, foram identificadas as fases cúbica de face centrar (CFC – A1) e fase B2 na amostra longitudinal mais próxima da base. Apenas a fase CFC foi identificada na outra amostra longitudinal, o que não significa, contudo, que a fase B2 não esteja presente nessa amostra, conforme será discutido na apresentação.

Através dos presentes resultados, verificou-se a viabilidade do emprego do equipamento de solidificação direcional, projetado para o estudo de ligas de menor temperatura liquidus, para a confecção da liga AlCoCrFeNi_2.1, cujas amostras apresentaram as fases esperadas conforme a literatura. Contudo, devido à pandemia, infelizmente, não foi possível capturar micrografias e realizar ensaios de dureza sobre as amostras.

Apresentação

ID: 8970

Resumo

A compactação de um pó é um procedimento de conformação utilizado em diversos setores industriais, especialmente para a fabricação de peças cerâmicas, devido à sua alta produtividade (Albaro, 2000). O processo consiste basicamente na aplicação de uma solicitação mecânica em um pó contido na cavidade de uma matriz rígida. Na prensagem uniaxial, a pressão é aplicada apenas na direção axial e o carregamento é um resultado do movimento de um ou dois pistões atuando em sentidos opostos, o que determina, respectivamente, uma prensagem simples ou de dupla ação (Michrafy, 2004). Para obter uma peça de alta proporção altura/diâmetro, geralmente é necessário empregar o sistema de dupla ação. A fim de reduzir custos e acelerar a produção é desejado simular o efeito de um segundo pistão por meio de um sistema com uma matriz flutuante. Para criar este mecanismo, propõe-se que a matriz seja sustentada por uma mola de borracha, pois devido às características do pó cerâmico e dos atritos da operação, esta deve ter um efeito não-linear. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi determinar as dimensões da seção do anel elastomérico da mola para que a matriz tenha um deslocamento vertical igual à metade do deslocamento do pistão. Este é movido pelo atuador visando tornar simétrico e reduzir o gradiente de densidades do compacto final. Primeiramente, foi preciso identificar o modelo constitutivo do elastômero, o Silicone RenCast 4464-4. Para a escolha dos parâmetros dos modelos hiperelásticos, ensaios de compressão simples, volumétrica e semi-confinado foram realizados – de modo que o último combina carregamentos dos dois anteriores ao comprimir um anel dentro de uma matriz. Com os dados obtidos diretamente da máquina de ensaio (Instron 5500R) e com o auxílio do software de elementos finitos ABAQUS, fez-se os modelos dos ensaios mecânicos. O software ISIGHT foi empregado para otimizar os parâmetros identificados e, em seguida, foi elaborado no ABAQUS o sistema com a matriz flutuante (diâmetro interno de 100 mm) para a prensagem de ~800 g de alumina atomizada, com densidade aparente inicial de 1,28 g/cm³ (Melo, 2018; Montilha, 2018). Como partida, definiu-se a seção radial do anel de silicone com formato retangular de 25 mm de altura e 15 mm de largura, sendo estas dimensões  posteriormente otimizadas em relação à proporção altura/largura. Após as otimizações, selecionou-se o modelo de Neo-Hooke com parâmetros C10 = 0,5914 e D1 = 0,00608. Analisando a função-objetivo (linear), os resultados com as estimativas iniciais das dimensões do anel se mostraram promissores e, ao aumentar a proporção altura/largura, possibilitou-se alcançar um resultado mais linear e próximo do objetivo, obtendo-se a relação altura/largura de 5,5. Assim, o gradiente de densidades do compacto se mostrou mais uniforme e simétrico quando comparados aos obtidos sem o sistema flutuante. Embora o sistema tenha se mostrado promissor, identificou-se um limite para o aumento da proporção altura/largura associado à flambagem do anel, o que impediu a realização integral do objetivo exato, sugerindo o estudo de outras geometrias e métodos de otimização.

Apresentação

ID: 8982

Resumo

Introdução

Desde a década de 90, a indústria petrolífera tem interesse no desenvolvimento de ligas resistentes ao desgaste e à corrosão, pois diversos componentes como tubos, conexões, válvulas e bombas presentes nas etapas de exploração, extração e produção de petróleo são submetidas à severas condições de desgaste e corrosão. Nos últimos anos, diferentes materiais metálicos que possuem simultaneamente elevada resistência ao desgaste e à corrosão para aplicação como revestimentos destes componentes vêm sendo desenvolvidos.

Objetivos

O objetivo do trabalho foi o desenvolvimento de um aço inoxidável austenítico 316 que apresente em sua microestrutura a fase h-BN (nitreto de boro hexagonal), uma fase autolubrificante que permitirá a redução considerável do coeficiente de atrito do material e, consequentemente, aumento de sua resistência ao desgaste.

Metodologia

Partindo-se de uma simulação termodinâmica com o auxílio do software Thermo-calc foi possível determinar e quantificar as fases estáveis presentes em determinado intervalo de temperatura variando o percentual de boro. A liga AISI 316 modificado com a adição de 1%p. de B e 2% de N (através da utilização de uma pré-liga de ferro-cromo nitrogenado) foi fundida em forno de indução com borbulhamento de nitrogênio e vazada em um molde de grafite na forma de uma barra. Análises de Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram realizadas em amostras retiradas da barra na condição bruta de fusão. A resistência à corrosão da liga foi avaliada através de ensaios de corrosão eletroquímica de polarização potenciodinâmica e de espectroscopia de impedância eletroquímica em uma solução que simula a água do mar.

Resultados

Foi possível observar a formação de dois boretos nos contornos de grãos com composições diferentes, isso foi confirmado através de análises de Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS). Verificou-se a presença de um boreto rico em Cr e um boreto Rico em Mo. Contudo, não houve a formação do nitreto de boro h-BN. As análises indicam que a permanência do banho líquido em elevadas temperaturas (~1500 ºC) pelo período de 10 minutos permitiu que o nitrogênio saísse do banho reduzindo o teor deste elemento em solução. Através dos ensaios de corrosão eletroquímica, observou-se que a resistência a corrosão da liga estudada é semelhante à do aço AISI 316L convencional.

Conclusões

Conclui-se que mesmo sem a formação da fase h-NB que diminuiria o coeficiente de atrito, o AISI 316 modificado com 1% de Boro apresenta uma elevada fração de boretos duros e excelente resistência à corrosão sendo uma alternativa potencial para ser utilizado na aplicação de revestimento em diversos componentes das indústrias petrolíferas.

Apresentação

ID: 9067

Resumo

Com o aumento da necessidade de procedimentos ortopédicos, novos implantes têm sido desenvolvidos. Uma das formas de se produzir biomateriais para essa aplicação é a produção de compósitos a base de polímeros/cargas cerâmicas bioativas via manufatura aditiva. Dentre os polímeros disponíveis para compor a matriz dos biocompósitos, destaca-se o uso do PLA (poliácido láctico). No entanto, estudos recentes mostram que adição de pequenas quantidades de biosilicato causam uma severa degradação no polímero, impossibilitando a conformação por manufatura aditiva [1-4]. Dessa forma, com o intuito de controlar a degradação do PLA, este estudo propôs o desenvolvimento de compósitos com a utilização da blenda de PLA/PBAT (Ecovio®) na presença de Biosilicate®, com potenciais características para serem conformados através da manufatura aditiva FDM. A metodologia do trabalho consistiu na obtenção dos compósitos contendo Ecovio® e 1%, 5% e 10% em massa de vitrocerâmica, via reometria de torque. A caracterização térmica foi feita via Calorimetria exploratória diferencial (DSC). Para avaliação do comportamento reológico, foi utilizado um reômetro de placas paralelas. Além disso, foi realizada a moldagem por compressão para produzir as peças que seriam utilizadas no ensaio de bioatividade em SBF, realizado com 3 períodos diferentes: 14, 28 e 56 dias. Foi também utilizado MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura) para observar o crescimento celular na superfície das amostras retiradas do SBF, e para analisar a imiscibilidade da blenda.

Através do ensaio de DSC foi possível confirmar que a blenda utilizada é imiscível, já que foram obtidas duas temperaturas de fusão diferentes, uma para os cristais do PLA e outra para fusão dos cristais de PBAT. Pela reometria de torque, foi possível averiguar que a presença de 10% de biovidro no Ecovio aumenta razoavelmente o torque do material em comparação às outras composições. Ao relacionar o torque como sendo uma resposta indireta da viscosidade do material, constatou-se que o Ecovio não sofre acentuada degradação com a presença do biovidro. Pela reometria de placas paralelas, foi possível observar que a diminuição da viscosidade dos compósitos é significativamente pequena, quando comparado ao Ecovio puro.Por fim, através das imagens obtidas no MEV foi possível confirmar a imiscibilidade da blenda, através da observação de partículas esféricas de PBAT inseridas na matriz de PLA. Entretanto, não foi possível concluir se, mesmo após 56 dias do SBF, houve crescimento celular na superfície dos corpos de prova.

Portanto, através deste estudo foi possível concluir que a presença do PBAT na blenda comercial Ecovio reflete no aumento da resistência à degradação do PLA, na presença do biosilicato. A adição de até 10% de biovidro não causou significativas diminuições de torque na blenda polimérica, o que é relacionado com uma relativa permanência da viscosidade e, ainda mais, da massa molar desse material. Dessa forma, é possível concluir que a blenda polimérica de PLA/PBAT não sofreu significativas degradações com a inserção do reforço cerâmico, sugerindo que os compósitos estudados apresentam características reológicas para serem aplicados em manufatura aditiva. Além disso, foi possível confirmar a imiscibilidade da blenda através da caracterização por MEV.

Apresentação

ID: 8991

Resumo

Introdução

É evidente que as mudanças climáticas do nosso planeta estão cada vez mais presentes na vida dos seres humanos, como por exemplo, o degelo das calotas polares, aumento na desertificação e aumento da temperatura global. Tendo em vista esse panorama, a busca por fontes de energia que diminuam a emissão de gases causadores do efeito estufa, tem sido cada vez maior. O uso do hidrogênio como vetor energético é considerado como uma alternativa para substituir o uso de combustíveis fósseis, contudo o maior desafio de transformar o hidrogênio em uma fonte energética é armazená-lo de forma segura e eficiente. Assim, diversos estudos sobre armazenamento de hidrogênio em ligas de alta entropia vem sendo feitos e apresentaram propriedades interessantes. O sistema TiVZrNb foi relatado recentemente, em diferentes formas de processamento e apresentando promissoras propriedades de armazenamento de hidrogênio.

Objetivo

O propósito do trabalho foi avaliar o efeito da adição de 10% at. de cromo no sistema TiVZrNb, observando as estruturas formadas, juntamente com as propriedades de armazenamento de hidrogênio, tendo assim como objetivo final avaliar a hipótese inicial do trabalho, de que a chave para se controlar as propriedades de armazenamento de hidrogênio está no balanço de elementos formadores de hidreto, como Ti, V, Zr, Nb, Hf, Ta com elementos não formadores de hidretos Cr, Fe, Ni, Co.

Metodologia

As ligas foram sintetizadas em um forno de fusão a arco, sob atmosfera de argônio, caracterizadas via DRX e MEV-EDS, após isso, no formato de pó foram submetidas a análise de cinética de absorção de H₂ e posteriormente foram novamente caracterizadas. Parte da liga de alta entropia com cromo em sua composição passou por um tratamento térmico de estabilização para meios de comparação.

Resultados

A liga quaternária cristalizou em uma única fase CCC, e após a hidrogenação apresentou uma fase CFC, com uma cinética de absorção rápida. A liga que continha cromo em sua composição formou uma fase CCC e uma fase C15 do tipo laves, a liga também demonstrou uma rápida cinética de absorção e uma posterior caracterização apresentou a transformação da fase CCC em CFC e uma expansão da fase C15.

Conclusão

Com os resultados obtidos foi possível observar que as duas ligas apresentaram a formação de fases CCC, as quais, após a absorção de hidrogênio se transformaram completamente em um hidreto de fase CFC, além do fato das duas ligas apresentarem uma rápida cinética de absorção. A presença do cromo na segunda liga foi responsável pela formação de uma fase CCC e uma fase C15 do tipo laves, apresentando assim duas fases cristalinas no estado fundido nesta liga. Após a absorção foi observado uma expansão da fase C15, caracterizando uma absorção, algo ainda não observado nessa fase. Além disso, a presença de cromo resultou em uma menor capacidade de armazenamento de hidrogênio em comparação com a liga quaternária, o que corrobora com a hipótese inicial do trabalho.

Apresentação

ID: 9091

Resumo

Lasers de alta potência vem ganhando espaço na substituição de processos convencionais de preparação e processamento de materiais. Um destes processos convencionais, que vem sendo estudado para ser substituído por lasers de alta potência, é o polimento com qualidade óptica de superfícies. Lasers de CO₂ (com comprimento de onda de 10.6 µm), devido a sua elevada absorção óptica, são ferramentas extremamente atrativas para o polimento de superfícies em vidros óxidos. A utilização de lasers pode eliminar completamente os abrasivos em pó, e também a produção de pó de sílica no ambiente de trabalho. Além disso, outros aspectos impulsionam a pesquisa na área, tais como a velocidade e flexibilidade do processamento para diferentes superfícies. Para o devido sucesso do polimento a laser, é necessário equilibrar os parâmetros utilizados (potência e velocidade de varredura do feixe do laser) com a temperatura final atingida na superfície do vidro, necessária para a redução das irregularidades superficiais. Temperaturas muito elevadas podem introduzir deformações excessivas e possíveis perdas de material por evaporação. Nesse trabalho, com o objetivo de prever o conjunto de parâmetros do processo, os quais podem resultar no polimento do vidro, apresentamos um modelo térmico e cinético para o polimento a laser para vidros óxidos do tipo soda-lime. Serão apresentados também os resultados e as respectivas discussões das simulações realizadas até o momento. Os dados obtidos evidenciam o surgimento de duas regiões distintas no mapa de potência e velocidade de varredura do laser (uma em baixas velocidades e potência e outra em altas potências e velocidades), onde o processo simulado resulta no polimento da superfície do vidro.

Agradecimentos: CNPq e FAPESP (Proc. 2013/07793-6 e Proc. 2013/17071-8)

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ID: 9107

Resumo

Neste trabalho foi estudado o efeito de endurecimento por precipitação na liga multicomponente Cr 29.5 Co 29.5Ni 35 Al 4 Ti 2, a qual foi obtida após diversas simulações termodinâmicas feitas usando método CALPHAD (software Thermo-Calc^®), base de dados TCHEA3, para se prever as microestruturas a serem formadas. Assim, com o intuito de se encontrar uma super liga de alta entropia que conciliasse boas propriedades mecânicas, principalmente a ductilidade obtida do efeito Twinning-Induced Plasticity (TWIP) do sistema CrCoNi, e uma boa resistência mecânica gerada pela formação de precipitados resultantes de pequenas adições de Al e Ti no sistema, chegou-se assim na composição de estudo, a qual se mostrou interessante pois apresentava em seu diagrama de fases gerado no software um vasto campo CFC com precipitados de fase L1₂ perto dos 1000ºC.

Após uma investigação inicial para avaliar os resultados fornecidos pelo software, comprovou-se que a formação e a fase tanto dos precipitados quanto da matriz da liga são iguais aos simulados, a partir disso deu-se prosseguimento e aprofundou-se o estudo da liga. Para isso, um lingote de 3 Kg foi produzido por fundição convencional (fundição por indução e vazamento do metal líquido em um molde de grafite). As amostras retiradas desse lingote passaram por um tratamento de homogeneização, na qual foram deixadas em um forno a 1200º (temperatura dentro do campo CFC sem precipitados) por 8 horas.

Para a análise do efeito de endurecimento por precipitação foram feitos tratamentos de envelhecimento para a indução de precipitados e assim o aumento de resistência mecânica na liga. Os tratamentos térmicos foram feitos em duas temperaturas, a 850ºC e 650º, em ambas as temperaturas foram feitos vários tratamentos de envelhecimento com diferentes tempos. Para o levantamento de curvas de envelhecimento, foi medido a microdureza das amostras envelhecidas e plotadas em um gráfico de dureza em função do tempo, para isso todas as amostras inicialmente homogeneizadas foram cortadas para sofrerem o tratamento de envelhecimento, após envelhecidas foram embutidas, lixadas e polidas para passarem pelo ensaio de microdureza vickers.

Após o levantamento das curvas foi possível constatar que o endurecimento pelo mecanismo de precipitação foi bem sucedido, e com ele teve-se um aumento de cerca de 100 HV, onde inicialmente as amostras homogeneizadas possuíam dureza de aproximadamente 175 HV e após os tratamentos de envelhecimento atingiu-se dureza média parecida entre as temperaturas utilizadas, esta variou entre 250-295HV (valor dependente do tempo utilizado). A curva de 850ºC revelou um aumento inicial da dureza e decréscimos da mesma após apenas períodos longos de envelhecimento, enquanto que a amostra a 650ºC não exibiu decréscimo de dureza mesmo após envelhecimento de 128 h, indicando que longos envelhecimentos são necessários nesta temperatura para se atingir a condição superenvelhecida.

Por fim, a principal diferença detectada com a mudança no tamanho dos precipitados com o tempo de envelhecimento e temperatura, por meio de Microscopia Eletrônica de Transmissão revelou que o tamanho dos precipitados gira em torno de 10nm para uma amostra tratada por 144 h a 650^oC, enquanto para a temperatura de 850ºC eles giram em torno de 30nm para um envelhecimento de 10 h.

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ID: 9110

Resumo

Ligas de alta entropia ou ligas multicomponentes são diferentes nomenclaturas para uma nova classe de ligas metálicas que surgiu recentemente na metalurgia, caracterizadas pelo fato de não terem um elemento principal. Nas ligas produzidas com metais de transição 3d, pode-se observar a formação de diversas fases, e dentre elas, destacam-se as fases cúbica de face centrada (CFC), cúbica de corpo centrado (CCC), hexagonal compacta (HC), s, B2 e L12, o que gera ligas com excelentes propriedades mecânicas e outras extremamente frágeis. Mesmo essa classe de ligas sendo objeto de diversos estudos, a maioria dos trabalhos se voltaram a composições com elementos que favorecem a formação de fase CFC, e as poucas ligas desenvolvidas para formação da fase CCC também apresentaram as fases intermetálicas s ou B2, tornando-as frágeis. Neste projeto, a partir de cálculos termodinâmicos do CALPHAD, foram escolhidas composições contendo Vanádio, um forte estabilizador da fase CCC, e também Cr, Mn, Fe e Co, metais em que o vanádio tem alta solubilidade, com o intuito de se obter ligas monofásicas CCC e avaliar suas propriedades. Seis amostras com diferentes composições equiatômicas (VCrMnFeCo, VCrMnFe, VCrMn, VMnFe, VCrFe e VCrMnCo) foram produzidas por fundição em forno a arco e recozidas sob atmosfera de argônio a 1150^oC por 4 horas. As amostras na condição bruta de fusão receberam tratamento metalográfico, seguido de ataque químico com água régia e posterior captura de imagens de microscopia óptica, enquanto as amostras na condição recozida também receberam o tratamento metalográfico e foram submetidas à captura de imagens de microscopia eletrônica e ensaio de ED. As amostras, em ambas condições, também foram submetidas a ensaio de DRX e, por fim, a ensaios de dureza. Após a caracterização das amostras, verificou-se que as ligas VCrMnFeCo, VCrMnCo e VMnFe formaram fase s, enquanto que as amostras VCrMnFe, VCrFe e VCrMn formaram fase CCC. Posteriormente, verificou-se que os cálculos do Thermo-Calc® não se mostraram confiáveis e foram adicionados outros dois métodos, de forma a verificar qual deles seria mais confiável para a previsão das fases formadas no referido sistema. Para tal, escolheu-se o software Pandat® e o critério empírico de Tsai, sendo o critério empírico de Tsai o mais confiável dentre os 3.

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ID: 9488

Resumo

A manufatura aditiva é um processo de junção de materiais para obtenção de objetos a partir de um modelo 3D, por deposição de camadas. Suas máquinas, conhecidas como impressoras 3D, são encontradas em diversos ambientes. A modelagem por deposição de fundido (FDM®) é a mais comum dessa tecnologia. O poli(acrilonitrila-butadieno-estireno), ABS, é o termoplástico mais utilizado na técnica de FDM® e contém três diferentes monômeros: acrilonitrila, butadieno e estireno. As características durante o fluxo do ABS são afetadas por seus parâmetros estruturais, assim o teor de cada monômero presente em sua composição influencia tais características. Os estudos reológicos do comportamento viscoelástico do ABS em seu estado fundido é fundamental para compreender seu processamento. Assim, este projeto teve como objetivo estudar a influência da componente elástica do ABS, sob fluxo cisalhante e elongacional, durante a impressão 3D por FDM®.  Foram avaliados os efeitos de diferentes teores de Butadieno nas propriedades reológicas do ABS e na qualidade final das peças impressas, em diferentes grades do termoplástico. Para isso, os teores do comonômero de Butadieno para diferentes grades ABS EX 58 e ABS MG 94, assim como dos comonômeros Acrilonitirila e Estireno, foram calculados através de medidas de Espectroscopia de Infravermelho - FTIR e as propriedades reológicas para os grades de ABS foram medidas em reômetro de placas paralelas. Os filamentos utilizados para as impressões 3D foram produzidos em extrusora de rosca dupla co-rotacional (L/D=25). Os padrões para aferir a qualidade de impressão foram confeccionados utilizando uma impressora 3D, da marca Sethi 3D e modelo S3, que atua pela tecnologia FDM®. A qualidade de impressão dos padrões foi avaliada por medidas dimensionais, aferidas com paquímetro, de detalhes impressos para o barco #3DBenchy e as dimensões do cubo XYZ de 20mm.

Por meio da técnica de FTIR, os teores do comonômero de Butadieno encontrados foram de 24,91% para o ABS EX 58 e 14,09% para o ABS MG 94, com os teores dos demais comonômeros relativamente próximos entre eles. Obteve-se filamentos contínuos com 1,75 mm de diâmetro para a impressão. As propriedades reológicas dinâmicas e sob baixas taxas de cisalhamento foram avaliadas, observando uma resistência no estado fundido e uma componente elástica, G’, superior para o ABS EX 58. Obtiveram-se peças impressas para os dois grades, com uma maior qualidade dos impressos observada para a amostra do ABS EX 58, com maior precisão dimensional e superfície de menor rugosidade quando comparado aos padrões impressos do ABS MG 94. Portanto, foram obtidas peças impressas para grades de ABS diferentes, em que uma maior qualidade dos impressos foi observada para a amostra do ABS EX 58, com maior teor do comonômero elastomérico. Com isso foi possível estabelecer uma certa relação com maiores valores de viscosidade e de sua componente elástica, que se relaciona com uma melhor adesão entre as camadas e por consequência superior qualidade final de impressão com as características químicas do ABS.

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ID: 9551

Resumo

Ligas de Al-Si são apontadas como favoráveis em relação aos custos e capazes de atender todas as propriedades necessárias para o bom funcionamento de componentes utilizados na indústria automotiva. Estas ligas possuem uma ampla gama de aplicações industriais devido à alta resistência em relação ao peso, boa fluidez, resistência à corrosão e alta produtividade. Considerado como um indicativo de qualidade em relação a muitas propriedades, a morfologia do silício (Si) tem sido extensivamente estudada. Resultados anteriores demonstraram que o crescimento de glóbulos de Si foi obtido para taxas de resfriamento superiores a 55 K/s, enquanto a mistura de fibras e glóbulos para taxas superiores a 9 K/s durante a formação de Si eutético. Atualmente, o uso do Al secundário tem sido crescente nas indústrias, sendo indicado como uma estratégia para reduzir a produção inicial de energia da cadeia produtiva de Al. Algumas desvantagens no uso de Al secundário podem ser observadas, principalmente associadas à contaminação elementar. O bismuto (Bi) pode fazer parte da composição das ligas de Al-Si como um aditivo ou uma contaminação. Portanto, os efeitos da presença de Bi, ainda não são bem compreendidos, especialmente quando são destacados os aspectos da microestrutura e propriedades mecânicas. Sendo assim, é de fundamental importância uma análise mais aprofundada deste âmbito. No presente trabalho, a liga hipereutética Al-15%Si (% em peso) foi modificada com a adição de 1,0% em peso de Bi objetivando comparar seu efeito na morfologia das fases que formam a microestrutura e nas propriedades de tração/desgaste. Para realizar essa comparação, foram utilizados dados anteriormente disponíveis na literatura para a liga binária de Al-15%Si. Amostras caracterizadas por taxas de resfriamento distintas foram geradas por solidificação direcional transitória da liga ternária Al-Si-Bi. As variações experimentais do espaçamento eutético foram comparadas entre si com base em suas tendências. Além disso, as morfologias fases Si e Bi foram mapeadas em função de parâmetros que definem o histórico de processamento, isto é, taxas de resfriamento e velocidades de crescimento. O Si apresentou morfologia lamelar praticamente prevalente ao longo do comprimento do lingote enquanto que o Bi cresceu na forma globular. Foi observado que a adição de baixo teor de Bi (~ 1%) permitiu resistência à tração e ductilidade de ~ 200MPa e ~ 10% respectivamente. Estes valores são comparáveis aos relatados na literatura para ligas de Al-Si contendo teores de Bi superiores a 1% em peso. As variações no volume desgastado foram significativas em ambas as ligas com maiores volumes perdidos para a liga sem dopagem de Bi. Foi evidenciado que uma distribuição mais homogênea das partículas de Bi na microestrutura é benéfica para a redução do volume desgastado.

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ID: 9508

Resumo

Ligas de Alta Entropia ou Ligas Multicomponente são uma nova classe de materiais metálicos cuja característica mais evidente é a de não possuírem um elemento principal , o que possibilita grande flexibilidade composicional e, portanto, uma vasta gama de propriedades. As ligas do sistema CrCoNi se destacam por sua excelente tenacidade, combinação de propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Dependendo da composição, essas ligas podem apresentar endurecimento por precipitação, em especial com pequenas adições de Al, Ti e Nb, combinado a boa resistência mecânica e à corrosão. Neste trabalho, foi produzido um lingote da liga Ni 35 Cr 29.5 Co 29.5 Nb 2.5 Ti 0.7 Al 2.8 em forno a arco elétrico, em atmosfera de Ar inerte, a partir de elementos de alta pureza - cerca de 99.9% ou superior - sendo Ni e Co decapados e os demais lixados. O lingote foi virado quatro vezes e refundido cinco vezes para garantir homogeneidade. Posteriormente, a amostra foi cortada em seis pedaços e recebeu tratamento térmico de envelhecimento por diferentes tempos. As amostras, depois de envelhecidas, foram caracterizadas por microdureza Vickers e difração de raios X (DRX). A composição deste trabalho foi determinada a partir de cálculos termodinâmicos através do método CALPHAD com uso do software Thermo-CalcⓇ e base de dados TCHEA3. Neste trabalho serão exibidos os valores de microdureza obtidos nesta liga para diferentes tempos de tratamento térmico de envelhecimento, além da caracterização via imagens de microscopia eletrônica óptica e padrões de difração de Raios X que evidenciam o aparecimento de precipitados.

Apresentação

ID: 9123

Resumo

O processo de eletrofiação é uma forma simples de processar materiais poliméricos partindo de uma solução polimérica, sendo capaz de obter fibras na escala nanométrica, o que é de extrema importância quando se deseja obter materiais com elevada área superficial. As características da solução polimérica devem ser estudadas uma vez que algumas condições devem ser satisfeitas para que o polímero seja estirado de forma efetiva, obtendo fibras homogêneas e com pequeno diâmetro. Nesse trabalho, foi empregado o copolímero em bloco estireno-butadieno-estireno (SBS), um material que se destaca pela capacidade de formar domínios nanométricos, funcionando como suporte para materiais sem perda da funcionalidade deles. Neste trabalho foi estudada a influência de três solventes na eletrofiação de SBS, o tolueno, o clorofórmio ou o tetraidrofurano (THF); estes foram misturados com dimetilformamida (DMF), na proporção de 7/3, respectivamente. Também foi variada a porcentagem em massa de SBS (10, 11, 12 e 13%) e a proporção de solventes (8/2, 7/3 e 6/4) sendo o primeiro valor referente ao solvente principal (determinado como o que produz fibras de melhor qualidade) e o segundo, (DMF), com a maior constante dielétrica. Inicialmente, foram analisados os parâmetros de solubilidade dos solventes e do polímero, a constante dielétrica e as características reológicas das soluções, tanto em regime permanente quanto em transiente. Após a eletrofiação, as características e o tamanho das fibras obtidas no processo foram analisados por meio de imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foi observado que o tipo de solvente influencia na morfologia das fibras, sendo que o uso de tolueno apesar de formar fibras de menor diâmetro, formou também muitas gotas. A eletrofiação da solução contendo clorofórmio resultou em fibras mais espessas que as anteriores, porém com menor quantidade de gotas, apesar de elas ainda estarem presentes. A porcentagem polimérica que gerou fibras de menor diâmetro foi 12 %m/v de SBS. Quando o solvente utilizado foi o THF, foram obtidas fibras de melhor qualidade, maior homogeneidade e ausência de gotas. A proporção entre solvente que gerou fibras de menor diâmetro foi de 7/3, (sete partes de THF e 3 partes de DMF, em volume).

Apresentação

ID: 9593

Resumo

Hidretos metálicos podem ser usados para armazenagem de hidrogênio em aplicações estacionárias e móveis. Entretanto, um dos desafios é a sua sensibilidade à umidade e ao gás oxigênio no ar. A exposição de pós metálicos ao ar causa em diversos casos a redução da capacidade gravimétrica, redução das taxas de reação e até mesmo pode ser um risco para a segurança dos sistemas. A obtenção de materiais e compósitos que ofereçam elevada resistência ao ar poderia significar uma grande vantagem em termos da viabilidade do uso de tecnologias de hidrogênio em algumas aplicações. O objetivo deste trabalho foi de, a partir da produção e caracterização do compósito (Mg₂Ni-PEIS, 80-20 p.%) em sua morfologia e propriedades de hidrogenação, realizar uma comparação entre as propriedades dos materiais com e sem revestimento polimérico para diversos tempos de exposição controlada ao ar e assim averiguar a viabilidade técnica de utilizar a polieterimida sulfonada (PEIS) para recobrimento de pós metálicos do sistema Mg-Ni-H. Os pós metálicos foram preparados por duas rotas de moagem de alta energia (HEBM), sendo a primeira com um maior poder de moagem e a segunda com menor e seguida de tratamento térmico; os compósitos seriam produzidos pelo método de solubilização e evaporação do solvente. Estas amostras foram caracterizadas estruturalmente pela técnica de difração de raios-x (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), e caracterizadas termicamente pela técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC). Por fim, elas também foram caracterizadas nas suas propriedades de cinética de armazenamento de hidrogênio a partir de um aparato de volumetria tipo Sieverts sob temperatura de 300 °C. Resultados obtidos durante a investigação demonstraram que o principal produto da moagem foi a fase Mg₂Ni. O Mg₂Ni puro e sem exposição ao ar obteve em torno de 2,1 p.% de absorção de hidrogênio na primeira moagem, equivalente a um rendimento de 59% comparado a capacidade teórica da liga (3,6 p.%); na segunda moagem, esta liga sem exposição ao ar obteve 3,5 p.% de absorção de hidrogênio, equivalente a um rendimento de 97%. O Mg₂Ni puro de ambas as moagens foi exposto por 1 dia, 1 semana e 1 mês ao ar, e como resultado teve uma queda de capacidade. Em relação ao experimento de investigação cinética sem exposição ao ar, a queda relativa foi de mais de 90%. Conclui-se que o poder de moagem e o tratamento térmico afetam diretamente nas propriedades de absorção de H₂ do Mg₂Ni; o primeiro teste de revestimento polimérico com polieterimida atuou de forma satisfatória, fornecendo uma significativa proteção às partículas metálicas da exposição ao ar. O revestimento polimérico apresentou um grande potencial de melhoramento do seu desempenho, e a qualidade da superfície dependeu de diversos fatores como a taxa de precipitação do polímero e o nível de aglomeração dos pós metálicos. Acredita-se que o revestimento de polieterimida sulfonada seja ainda mais eficiente, devido às melhores interações com as partículas metálicas devido aos grupos sulfonas.

Apresentação

ID: 8983

Resumo

1. Introdução:

A demanda por materiais altamente resistentes à corrosão e ao desgaste cresce à medida que a indústria petroquímica explora ambientes cujo as condições são cada vez mais extremas. O ambiente marítimo corrosivo aliado ao desgaste ocasionado por resíduos durante todo o processo de extração danifica os equipamentos utilizados neste setor, podendo ocasionar possíveis falhas estruturais. Estudos recentes demonstram que a formação de boretos na microestrutura de aços inoxidáveis modificados com boro (B) elevam significativamente a resistência ao desgaste do material, sem reduzir a resistência à corrosão, evidência relevante para a área petroquímica. Entretanto, os efeitos de diferentes teores de boro nessa classe de aço não são totalmente conhecidos e motivam estudos nesta área.

1. Objetivo:

O trabalho abrange o desenvolvimento, a produção e a caracterização do pó do aço inoxidável supermartensítico (SM) modificado com 2%p. de boro com o objetivo de futuramente ser utilizado como revestimento de peças metálicas, tais como risers de plataforma de petróleo, dando maior longevidade a essas estruturas.

1. Metodologia:

O aço inoxidável SM com adição de 2%p. de boro foi desenvolvido a partir do ajuste de composição e determinação de fases estáveis calculadas através do software ThermoCalc™. Posteriormente, as barras de aço inoxidável com 2%p. de B foram produzidas por meio de fundição convencional em molde metálico sem atmosfera controlada. Em seguida, o pó metálico foi obtido através da atomização com atmosfera de Ar e pressão de 40 bar. Após separação granulométrica, amostras da peça metálica e de pós foram caracterizadas através das técnicas de microscopia ótica (MO), microscopia de varredura (MEV/EDS) e difração de raio-X (DRX).

1. Resultados:

Os resultados de DRX indicam que há na microestrutura do tarugo a presença de fase martensítica de baixo carbono (CCC) e picos do boreto M₂B. Por outro lado, no pó metálico, além da fase martensítica, ocorre a presença de austenita retida de estrutura CFC. Somado ao DRX, os resultados de MO e MEV confirmam que as amostras em barra e em pó apresentam uma microestrutura constituída por martensita, austenita retida e boretos do tipo M₂B e M₃B₂, esses últimos são responsáveis pelo aumento da resistência ao desgaste por conta da elevada dureza. Além disso, os resultados de EDS demonstram que a matriz em peça metálica possui 14%p. de Cr, ou seja, uma quantidade suficiente para promover o filme passivo e, consequentemente, proteger a superfície de corrosão. Entretanto, o EDS do pó revelou um teor de cromo superior ao previsto em simulação e baixas concentrações de níquel, necessitando uma análise mais precisa quanto às fases da matriz e boretos do material em pó. Ademais, a microestrutura do material final apresenta-se como refinada, obtendo-se uma boa distribuição granulométrica dos pós e com a rede tridimensional de boretos esperada.

1. Conclusões:

Os resultados obtidos permitem uma boa correlação com hipóteses anteriormente propostas e permitem a continuidade à investigação do material em pó para posterior estudo de técnicas específicas para aplicação deste material como revestimento no setor desejado, contribuindo para o futuro da indústria petroquímica.

Apresentação

ID: 8972

Resumo

As empresas de transformações de base não seriam viáveis sem os materiais refratários. Dentre estes, concretos refratários são de suma importância por serem usados como revestimentos para processos em ambientes agressivos muitas vezes corrosivos e com altas temperaturas (Braulio, 2008). Devido à sua aplicação, é de extrema importância que as propriedades do material sejam conhecidas na temperatura de uso para o projeto adequado dos equipamentos. Porém, existem desafios experimentais para esta caracterização, maiores quanto mais altas forem as temperaturas. Desta forma, este projeto teve por objetivo principal o estudo de propriedades elásticas de concretos refratários a altas temperaturas (e.g., até 1200°C) por meio da técnica não destrutiva de excitação por impulso. O material estudado é um concreto refratário com matriz de alumina e agregados de mulita-zircônia (Vargas, 2021).  Foi possível analisar as propriedades em função da temperatura, até mesmo durante e após diversos ciclos térmicos, sendo uma forma indireta de acompanhar o desenvolvimento da microestrutura do material. A Técnica de Excitação por Impulso é considerada uma técnica não-destrutiva para a determinação de algumas propriedades dos materiais, consistindo em usar como base a frequência de ressonância e a fricção interna do material, obtida a partir da vibração da amostra após ser excitada pelo impacto de um atuador (Pereira, 2010). Com as vibrações captadas pelo microfone é possível obter o módulo de Young, o módulo de cisalhamento, o coeficiente de Poisson e o atrito interno do material tanto em temperatura ambiente quanto em altas temperaturas (Brebels, 2014). Para a realização de todos os ensaios em altas temperaturas, foram pré-determinados a taxa de aquecimento e resfriamento, a temperatura máxima e o patamar para a estabilização da amostra. O módulo elástico do material foi medido em temperatura ambiente antes e depois de ciclos térmicos, assim como também foi monitorado durante os ciclos, em função da temperatura. Desta forma, temperaturas críticas nas quais ocorrem mudanças nas propriedades, por exemplo por transformações de fase, podem ser identificadas, assim como sua dependência com o tempo. Diante disso, foi possível verificar o comportamento do material levando em consideração as propriedades elásticas em função de seu histórico de ciclos térmicos em elevadas temperaturas e indiretamente o desenvolvimento da microestrutura e seu nível de dano. Estes pontos são fortes indicativos sobre a possibilidade de aplicação destes materiais em situações reais e condições extremas, sendo a metodologia empregada viável para a seleção de materiais neste contexto.

Apresentação

ID: 9112

Resumo

Ligas multicomponente são uma nova classe de materiais metálicos caracterizadas por não possuírem um elemento principal, o que garante uma ampla gama de propriedades e elevada capacidade de adequação a diferentes aplicações. Dentro desta classe, as ligas do sistema CrCoNi se destacam por aliarem elevada resistência mecânica e ductilidade, estando entre os materiais mais tenazes já desenvolvidos. Estudos recentes demonstraram que composições não equiatômicas com teores mais elevados de Cromo e estrutura cristalina do tipo CFC seriam capazes de apresentar propriedades mecânicas ainda melhores, devido às elevadas taxas de encruamento inerentes a estas advindas do efeito TWIP (“Twinning Induced Plasticity”).  Após cálculos termodinâmicos e de endurecimento por solução sólida, a composição Cr₄₀Co₃₀Ni₃₀ destaca-se como promissora de aliar elevada resistência mecânica, ductilidade e elevada taxa de encruamento, justificando o interesse em seu estudo.

O objetivo deste trabalho foi produzir um lingote da liga Cr₄₀Co₃₀Ni₃₀, realizar sua caracterização e avaliar o desempenho mecânico sob tração deste material conformado mecanicamente por laminação, buscando interpretar se a taxa de encruamento e a tenacidade são elevadas como o esperado e buscando contribuir com o entendimento do papel do Cr em ligas do sistema CrCoNi para obtenção de ligas multicomponente de elevado desempenho mecânico.

Um lingote foi produzido em cadinho de grafite e outro em cadinho de mulita, ambos vazados em moldes recobertos com zirconita. Os lingotes foram caracterizados pelas técnicas análises de Fluorescência de Raios-X, Difração de Raios-X e de Microscopia óptica e Microscopia Eletrônica de Varredura, na condição bruta de fusão. O segundo lingote foi laminado a quente e foram confeccionados corpos de prova de acordo com a norma ASTM E8/E8M-16A, utilizados para os ensaios de tração, após conformação a frio e recristalização a 1000°C por 30 minutos. Por fim, realizou-se também, em uma amostra retirada das chapas laminadas, uma análise de Calorimetria Exploratória Diferencial, para análise de estabilidade de fases.

O primeiro lingote falhou durante a laminação o que pode ser relacionada à elevada concentração de carbono presente, resultante de uma contaminação no momento da fundição. Apesar disto, o material apresentou microestrutura e características interessantes para estudos de resistência ao desgaste e também foi possível realizar relevantes discussões acerca da sequência de solidificação. Quanto ao segundo lingote, observou-se uma microestrutura monofásica, contendo inclusões de pequena fração volumétrica e dimensões, e os ensaios de tração demonstraram propriedades mecânicas médias muito promissoras e próximas da liga equiatômica de alta pureza: tensão de escoamento de 392 MPa, limite de resistência à tração de 815 MPa e deformação total até a fratura de 0,58.

Foram obtidos dois lingotes da liga Cr₄₀Co₃₀Ni₃₀: o primeiro apresentou contaminação por carbono, o que comprometeu sua ductilidade, mas resultou em microestrutura promissora para resistência ao desgaste; o segundo lingote, apresentou elevado desempenho mecânico, com elevada resistência mecânica combinada a elevada ductilidade, mesmo na presença de inclusões, demonstrando o caráter promissor desta liga.

Apresentação

ID: 9237

Resumo

Vitrocerâmicos do sistema de silicato de alumínio e lítio (LAS) são interessantes devido a possibilidade de criar uma camada superficial com coeficiente de expansão térmica (CET) muito inferior ao do vidro precursor. A formação dessa camada gera tensões superficiais de compressão, que podem levar ao significativo aumento da tensão de fratura. O material resultante pode ser promissor para várias aplicações como em balística e telas de celulares, mas existem pouquíssimos dados na literatura. Neste projeto, avaliou-se a cristalização superficial de β-espodumênio em vidros do sistema Li2O-Al2O3-SiO2, estudando-se a influência da espessura e tamanho de grão da camada cristalizada nas propriedades mecânicas. As propriedades mecânicas de interesse foram resistência à flexão (ball on three ball - B3B), resistência ao riscamento, módulo de elasticidade, e nanodureza. Obteve-se o vidro precursor LAS por meio da fusão em cadinho de platina a 1630°C. Foram obtidas as temperaturas de início de cristalização (Tx) e de transição vítrea (Tg) via calorimetria exploratória diferencial. A partir de um planejamento fatorial 2^2 com ponto central, com a temperatura variando de 565°C a 590°C e o tempo de 3 a 6 h, foram analisadas amostras de vidro tratadas em cinco condições de temperatura e tempo. Medidas de percentual de cristalinidade, tamanho de grão e espessura de camada foram determinadas por meio de microscopia óptica. Baseando-se nestas medidas, foram feitos tratamentos térmicos visando-se obter camadas cristalinas com 100% de cristalização e espessura de camada média diferentes. As condições mínimas de tratamento para obter 100% de cristalinidade superficial foram de 590°C por aproximadamente 3 horas, tendo-se um tamanho médio de grão de 9 ± 4 µm na condição mínima (565°C - 3h) e 43 ± 12 µm na condição máxima (590°C - 6h). Finalmente, foram realizados testes mecânicos e, a partir dos resultados, foi possível relacionar cada propriedade mecânica com a respectiva espessura de camada cristalina no material. Foram obtidos um aumento de resistência mecânica à flexão de 186 ± 25 MPa para até 679 ± 48 MPa, mudanças pouco significativas de módulo de elasticidade, variando de 76 a 84 GPa, e valores de nanodureza de até 8,5 ± 0,3 GPa, os quais superam valores de Nanodureza em telas de smartphones de Gorilla Glass com 6,8 ± 0,5 GPa.

Apresentação

ID: 8988

Resumo

Introdução

Materiais empregados em ambientes extremos como o setor petroquímico e naval devem apresentar elevada resistência mecânica e à corrosão. Ligas de Alta Entropia (LAE) no sistema AlCrFeCoNi combinam alta resistência mecânica e tenacidade. Ademais, um de seus componentes é o Cr, elemento de liga comumente associado à resistência à corrosão elevada em ambientes agressivos contendo cloretos. Apesar dos recentes trabalhos acerca da corrosão de LAEs, poucos destes avaliaram amostras obtidas por conformação por spray.

Objetivos

O presente trabalho teve como objetivo caracterizar a microestrutura e avaliar a resistência à corrosão da liga Al_0,75CrFeCoNi produzida por conformação por spray através de métodos eletroquímicos em meios ricos em cloretos.

Metodologia

A metodologia utilizada nesse estudo de iniciação cientifica inclui: análises de microscopia ótica, difração de difração de raios-x e microscopia eletrônica de varredura, para a caracterização microestrutural; Ensaios eletroquímicos de potencial de circuito aberto e polarização potenciodinâmica em soluções com diferentes teores de íons cloretos, para estudo da formação do filme passivo e sua estabilidade. A morfologia e a severidade do ataque por pites foram avaliadas através da análise microscópica da superfície corroída.

Resultados

Os estudos apontam que a LAE Al_0,75CrFeCoNi produzida por conformação por spray possui um patamar passivo extenso, característico de aços inox indicando elevada resistência à corrosão em ambientes ricos em cloretos. Contudo as análises de potencial de circuito aberto mostram que o filme passivo não se estabiliza no tempo de uma hora, quando imerso nos meios testados, sendo necessário estudos em tempos maiores de potencial aberto a fim de verificar a estabilidade do filme passivo.

Quanto a microestrutura da liga, foi observado a presença de duas fases. Uma fase B2 rica em Alumínio e outra fase CFC com menor teor de Alumínio e maiores teores de Cromo e Ferro. Por conta da baixa resistência a corrosão do Alumínio em meios ricos em cloretos foi observado uma fragilização da fase B2 rica em Alumínio durante a formação de pites em ataque forçado. Enquanto que a fase CFC permaneceu quase que inalterada, a fase B2 foi corroída.

Conclusões

A liga apresentou uma microestrutura bifásica bastante refinada capaz de proporcionar resistência a corrosão em ambientes ricos em cloretos de forma satisfatória, com patamares passivos semelhantes aos aços inox. Contudo, as curvas de potencial aberto revelam que o tempo de uma hora não é suficiente para a formação e estabilização do filme passivo. Dessa forma, investigações futuras devem ser realizadas para averiguar a boa formação do filme passivo em tempos de imersão maiores.

Apresentação

ID: 8986

Resumo

Introdução

Sabe-se que o consumo de energia atual deve dobrar nos próximos anos, tendo em vista o crescimento das economias emergentes. Nesse sentido, a utilização do hidrogênio como vetor energético é muito promissora, permitindo o aproveitamento de energia de forma limpa e sustentável, uma vez que apresenta densidade gravimétrica de energia três vezes maior que a da gasolina e sua combustão resulta apenas na liberação de água. Entretanto, sua armazenagem de forma eficiente e segura ainda é um desafio, tendo em vista sua baixa densidade volumétrica de energia. Dessa forma, a armazenagem na forma de hidretos metálicos é amplamente estudada, buscando-se o desenvolvimento de materiais que armazenam quantidade suficiente de hidrogênio em termos de densidade gravimétrica e volumétrica, possuindo ao mesmo tempo boas propriedades termodinâmicas e cinéticas. Nesse cenário, estudos mostraram que as ligas do sistema ternário TiVCr apresentam propriedades promissoras de armazenagem de hidrogênio, assim como a liga quaternária equiatômica TiVCrNb. Contudo, poucas informações estão disponíveis acerca das propriedades de armazenagem do sistema ternário TiNbCr.

Objetivos

Este trabalho tem como objetivo central sintetizar as ligas TiNbCr e TiVCr e caracterizá-las estruturalmente para futura avaliação e comparação de suas propriedades de armazenagem de hidrogênio.

Metodologia

Foram realizadas simulações termodinâmicas através do método CALPHAD, usando o software Thermo-Calc® e o banco de dados TCHEA3 visando estudar as fases de equilíbrio das ligas TiVCr e TiNbCr. As ligas foram produzidas por moagem de alta energia em diferentes condições e por fusão à arco-elétrico, as quais foram posteriormente caracterizadas estruturalmente por Difração de Raios-X e Microscopia Eletrônica de Varredura equipada com EDS (Espectroscopia de Energia Dispersiva).

Resultados

Através das simulações termodinâmicas, constatou-se que a liga TiNbCr apresenta campo de estabilidade da fase CCC (monofásico) entre 600 ºC e 1800 ºC, superior ao da liga TiVCr, entre 780 ºC e 1550 ºC, o que indica uma maior faixa de temperatura na qual apenas a fase CCC é estável.  A análise por Difração de Raios-X revelou que ambas as ligas apresentam fase majoritária do tipo CCC (cúbica de corpo centrado), sendo que o difratograma da liga TiNbCr possui também alguns picos referentes à Fase Laves do tipo C15, devido a formação de uma pequena fração de (Ti,Nb)Cr_2. Já a análise química por EDS demonstrou homogeneidade química nas duas ligas e desvios pequenos das composições químicas medidas em relação as composições teóricas. As propriedades de armazenagem de hidrogênio das ligas serão realizadas em aparatos volumétricos do tipo Silverts, tanto a cinética de absorção em temperatura ambiente quanto a ciclagem de absorção/dessorção das ligas serão avaliadas e comparadas.

Conclusões

A produção das ligas TiVCr e TiNbCr através de moagem de alta energia não é viável devido à grande adesão dos pós metálicos nas paredes da cuba e nas bolas de moagem, resultando em baixíssimos rendimentos de moagem. Quando produzida por fusão a arco, a liga TiVCr possui uma estrutura monofásica CCC. Por outro lado, a liga TiNbCr possui uma estrutura majoritariamente CCC com a presença de uma segunda fase do tipo Laves C15.

Apresentação

ID: 9510

Resumo

Acompanhando as tendências das indústrias aeronáutica e de impressão 3D no emprego de ligas de Alumínio (Al) alternativas e com propriedades superiores, este estudo busca melhor compreensão das características microestruturais da liga Al-10%Si-0,45%Mg-0,4%Sc. As propriedades de aplicação da liga ternária Al-10%Si-0,45%Mg puderam ratificar a escolha desta composição como base. A adição de escândio (Sc) visa melhorar ainda mais as propriedades mecânicas, especialmente a resistência mecânica e ductilidade. Os pós gerados por atomização foram divididos em quatro faixas de tamanho: <125 mm, 212 - 250 mm, 355 - 425 mm, 600 - 700 mm. Estes foram caracterizados quantitativamente com relação à microestrutura celular/dendrítica, por microscopia ótica, cujos valores de espaçamento variaram entre 1,5 mm e 5,5 mm. Alem disso medidas de dureza Vickers foram realizadas, com variaçoes entre 105 HV e 120 HV, bem superiores aos valores da ordem de 80-90 HV para a liga ternária Al-Si-Mg, conforme literatura. Foi utilizada a microscopia eletrônica de varredura (MEV) para identificar as morfologias do Silício (Si) presentes na liga, as quais variaram entre as formas de fibras a placas alongadas e ramificadas. Visando avaliar a liga Al-Si-Mg-Sc em outra condição de processamento, foram simulados tratamentos térmicos por DSC. Nesta etapa utilizou-se a faixa de pós <125 mm, cuja taxa de resfriamento foi superior na etapa de atomização. No tratamento foram utilizadas taxas de aquecimento de 15K/min e de resfriamento de 60K/min (acelerado por N₂), com manutenção de temperaturas de 170ºC e 220ºC, estabalecendo isotermas de 10, 20, 30, 40, 50 e 60 min antes do resfriamento.  Foi possível observar a estabilidade térmica da liga Al-Si-Mg-Sc quando submetida a temperaturas de até 220ºC, por até 20 minutos, já que a dureza permaneceu praticamente inalterada. A Avaliação de dureza, da fase contendo Sc e da morfologia do Si para a faixa de pó <125 mm em função da variação de temperatura de tratamento térmico foi realizada também por DSC seguindo as mesmas taxas do tratamento anterior, sem estabelecimento de isoterma, nas seguintes temperaturas de pico: 255°C, 270ºC, 300ºC, 330ºC e 360ºC. Com as análises feitas nestas últimas faixas de temperatura foi possível identificar um pico de precipitação das fases ricas em Sc em aproximadamente 255 ºC. Também foi observado ligeiro aumento nas durezas das amostras tratadas em 255 ºC e 270 ºC, obtendo-se médias de 125 HV e 130 HV, respectivamente. Em temperaturas maiores (300 ºC a 360 ºC), por conta do mecanismo de precipitação de Sc concorrer com o relaxamento de tensões originadas na atomização da liga e provável crescimento da fase Al₃Sc há uma redução da dureza (entre 100 HV e 120 HV). Pode-se concluir que os tratamentos térmicos realizados a 255 ºC e a 270 ºC foram efetivos para a melhoria da resistência mecânica da liga atomizada Al-10%Si-0,45%Mg-0,4%Sc.

Apresentação