Materiais elevada temperatura
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Materiais elevada temperatura


DisciplinaMetalurgia Mecânica154 materiais1.993 seguidores
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confusões, a American Society for Metals
realizou um congresso em 1967, onde surgiu um novo método, conhecido
como \u201cminimum commitment method\u201d.
\u2022 Este método recomenda a análise dos resultados, sem se considerar nenhum
modelo pré-estabelecido. Ajustam-se os resultados e compara-se a equação
obtida com os métodos já existentes. Se nenhum método é satisfatório, uma
nova equação paramétrica é criada.
7 - LIGAS RESISTENTES A ELEVADAS TEMPERATURAS
Materiais cerâmicos:
\uf071 Al2O3, ThO2 ou SiO2 misturados com pós de matriz metálica, e compactados por 
metalurgia do pó.
Materiais metálicos:
\uf071 Ligas refratárias - ligas com elementos de elevado ponto de fusão: Ta, Mo, W.
\uf071 Superligas - sistemas a base de Ni, Co, Fe e Ni-Fe.
\u2022 Os principais sistemas que compõem as superligas incluem: ligas a base de ferro
com adições de cromo e níquel, ligas complexas de ferro-níquel-cromo-cobalto,
ligas a base de cobalto endurecidas por carbonetos, ligas a base de níquel
endurecidas por solução sólida, ligas a base de níquel endurecidas por precipitação
ou dispersão.
SUPERLIGAS
\u2022 Uma superliga é uma liga desenvolvida para utilização em elevadas
temperaturas, usualmente baseada em elementos do Grupo VIII-A da Tabela
Periódica.
\u2022 O termo \u201csuperliga\u201d foi inicialmente empregado logo após o término da Segunda
Guerra, para descrever um grupo de ligas especialmente desenvolvidas para
aplicação em turbinas de aviões, com requisito de alto desempenho em elevadas
temperaturas.
Desenvolvimento histórico e temperaturas típicas de capacidade de superligas .
Tensão requerida para ruptura em 1.000 horas, em função da temperatura, para ligas a base de níquel. 
Novos processos de fabricação de superligas:
a) solidificação rápida (104 K/s) de pós metálicos;
b) solidificação direcional (grãos colunares ou monocristais);
c) forjamento em condições superplásticas (800% a 1000%);
d) ligação mecânica de óxidos no estado sólido.
Principais características microestruturais das superligas:
a) endurecimento por solução sólida;
b) endurecimento por precipitação e dispersão;
c) tamanho de grão grosseiro;
d) estabilidade de fases em elevadas temperaturas.
8 - SUPERPLASTICIDADE
Caracterização do fenômeno:
Escoamento plástico dos metais (termicamente ativado):
a) deslizamento por movimento de discordâncias;
b) escorregamento de grãos ao longo de contornos de grãos;
c) fluxo difusional direcional;
d) maclagem.
Tensão limite de escoamento: ys
sfE
TR
Q
m
ys exp
: taxa de deformação
Q : energia de ativação para o escoamento
R : constante dos gases
T : temperatura absoluta
m : coeficiente de sensibilidade à taxa de deformação
E : módulo de elasticidade
f(s) : função da estrutura - influência do tamanho de grão, do tamanho de subgrão, da densidade
de discordâncias
a) Deslizamento:
m baixo ( 0,1)
Q: difusão na rede ou ao longo de discordâncias
b) Escorregamento de CG:
m alto ( 0,5)
Q: difusão na rede ou em contornos de grãos
c) Fluxo difusional:
m = 1,0
Q: idêntico ao anterior
Superplasticidade:
\u2022 Um certo número de ligas, quando deformadas em tração em temperatura
elevada, são capazes de exibir deformação plástica livre de estricção, para
valores que podem ultrapassar 1.000%.
\u2022 O fenômeno é caracterizado por materiais com elevado valor de m , superior a
0,5 a deformação plástica é dominada por escorregamento de contornos de
grãos e por fluxo difusional.
Aspectos históricos:
Primeiro trabalho: Bengough (1912) - um certo \u201clatão 
especial\u201d exibia um alongamento de 200% a 700 C.
Outros pioneiros: Rosenhain + Haughton + Bingham 
(1920), Sauveur (1924), Jenkins (1928).
Termo \u201csuperplasticidade\u201d: Buchvar e Sviderskaya 
(1945), Rússia, com uma liga Al-Zn.
Despertar de interesse: trabalho de Underwood (1962).
Exemplos comerciais:
Ligas de titânio: Ti-6Al-4V
Ligas de alumínio: Al-8090
Superligas: IN 100
Aço: ultra-alto carbono (1,6%)
Efeito do tamanho de grão na superplasticidade. Aço 52100.
Pré-requisitos microestruturais:
\uf0c6 Tamanho de grão pequeno (< 10 m, facilita fluência - mecanismos de
Nabarro/Herring, Coble);
\uf0c6 Presença de uma segunda fase (eutética ou eutetóide, controle de tamanho de grão);
\uf0c6 Resistência da segunda fase (semelhante à matriz, dificulta cavitação);
\uf0c6 Tamanho (fino) e distribuição (homogênea) da segunda fase;
\uf0c6 Natureza do contorno de grão - alto ângulo (desordem, facilita escorregamento);
\uf0c6 Mobilidade dos contornos de grãos (para diminuir concentração de tensão em pontos
triplos);
\uf0c6 Forma equiaxial dos grãos (para escorregamento dos contornos de grãos);
\uf0c6 Resistência dos contornos de grãos à separação por tração (clivagem) \u2013 diferença
com cerâmicos.