Mec. de Endur. - 4 - Dispersão

Prévia do material em texto

Prof. Luiz Cláudio Cândido
MECANISMOS DE ENDURECIMENTO
Prof. Leonardo Barbosa Godefroid
candido@em.ufop.br leonardo@em.ufop.br
ENDURECIMENTO POR DISPERSÃO
METALURGIA MECÂNICA
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br
Metalurgia do pó convencional
ENDURECIMENTO POR DISPERSÃO
Fotomicroestruturas de uma liga Al-7475, produzida por fundição convencional (a),
e de uma liga Al-7091, produzida por metalurgia do pó (b).
Ligação mecânica
BENJAMIN (1970): Introdução de partículas duras (óxidos ou carbonetos), numa matriz metálica, 
numa escala bem mais fina do que a metalurgia do pó convencional (tipicamente < 100nm).
Ligação mecânica
BENJAMIN (1970): Introdução de partículas duras (óxidos ou carbonetos), numa matriz metálica, 
numa escala bem mais fina do que a metalurgia do pó convencional (tipicamente < 100nm).
Ligação mecânica
BENJAMIN (1970): Introdução de partículas duras (óxidos ou carbonetos), numa matriz metálica, 
numa escala bem mais fina do que a metalurgia do pó convencional (tipicamente < 100nm).
Fotomicrografia de uma liga de aço inox. ferrítico (MA956) com tamanho de grão extremamente pequeno 
(fração de micrometros).
Liga Ni Fe Cr Al Ti Y2O3 W Mo Ta C
MA754 Bal. - 20 0,3 0,5 0,6 - - - -
MA6000 Bal. - 15 4,5 2,5 1,1 4 2 2 -
Liga 51 Bal. - 9,5 8,5 - 1,1 6,6 3,4 - -
MA956 - Bal. 20 4,5 0,5 0,5 - - - 0,01
MA957 - Bal 14 - 1,0 0,27 - 0,3 - 0,01
Composição química de algumas ligas obtidas por ligação mecânica (disponíveis comercialmente).
Fomicroestrutura extremamente fina, para uma partícula atomizada
de uma liga Al-Fe; vê-se neste caso uma estrutura celular (B) e uma
estrutura microcelular (A). Técnica: Processo de Solidificação Rápida.
Processamento por solidificação rápida
Método: melt spinning (Empresa: Allied-Signal - 1987)
Exemplos do aumento da solubilidade de vários elementos no alumínio. Estes elementos ficam retidos
na solução sólida superssaturada, podendo posteriormente formar precipitados bem pequenos, que são
termicamente estáveis e resistentes ao crescimento.
Soluto
Solubilidade máxima
de equilíbrio (% peso)
Solubilidade estendida
(% peso)
Cr 0,72 8-10
Cu 5,65 40-42
Fe 0,05 8-12
Mg 17,4 34-38
Mn 1,82 12-18
Ni 0,04 2,4-15,4
Exemplo do aumento na resistência mecânica de ligas produzidas por PSR
em função da temperatura, comparado com o comportamento de outras
ligas convencionais, inclusive uma tradicional liga de titânio usada
comumente em altas temperaturas.