Navegando por Assunto "Ligas (Metalurgia)"
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- DissertaçãoDesenvolvimento e desempenho de ferramenta de corte em liga metálica multicomponente(2021) Pinto, Wellington AiresNovos materiais são, constantemente, desenvolvidos para atender a aplicações que já existem e a novas aplicações. As ligas metálicas multicomponentes têm mostrado grande potencial nessa área, como a liga Diamante Metálico desenvolvida nesses últimos anos. Fonte de um trabalho árduo, pesquisadores desenvolveram configurações e composições da liga Diamante Metálico em 9 composições distintas. Para este trabalho foi escolhida a liga Diamante Metálico de número 4 devida a sua alta dureza. A fundição em formato de pastilha da liga 4 foi aocançada através do desenvolvimento de um processo de produção, cujo produto fundido foi renomeado como liga “Diamante Metálico 4C” sendo o C o processo de produção da ferramenta descrito neste trabalho. O tipo das pastilhas de torneamento produzidas utilizando a referida liga foi do tipo SNGN, quadrada, ângulo neutro e sem furo, o mesmo tipo e formanto das pastilhas P10 e P30 comerciais sem coberturas de revestimento comparadas em testes. Os materiais utilizados nos testes de usinagem foram tarugos de aço ABNT SAE 8640 preparados de acordo com a norma ABNT NBR ISO 3685. Primeiramente, um pré-teste foi conduzido, levando à confirmação da qualidade da ferramenta experimental em questão. Na sequência do trabalho conduziu-se o teste final de vida das ferramentas, onde mediu-se o desgaste de flanco máximo VBmax nas 3 ferramentas como parâmetro de comparação, onde avaliou-se o comprimento de percurso torneado até a ferramenta atingir o desgaste VBmax. 0,8 mm. Comparou-se também o desgaste de flanco pelo tempo de torneamento. Como resultado do teste final de vida das ferramentas, a ferramenta experimental Diamante Metálico 4C apresentou um desgaste de flanco bem próximo da ferramenta P10, sendo o desgaste VB de 0,783 mm para a liga e 0,774 mm para o metal duro P10, ambos em comprimento de usinagem de 468 metros. O melhor resultado no desgaste de flanco do teste final de vida foi da ferramenta P30 com valor VB de 0,404 mm no comprimento de 468 metros usinados. Quanto ao teste de cratera analisado pelas imagens, não houve reação química do material usinado com a ferramenta de Diamante Metálico 4C, que apresentou desgastes de cratera suaves a uma distância razoavelmente distante da aresta de corte, o que é positivo por não comprometer o corte do desbaste do torneamento. Por fim, conclui-se que o material experimental multicomponente Diamante Metálico 4C testado tem um grande potencial para seguir adiante com pesquisas e desenvolvimento de ferramentas e tornar-se, muito em breve, uma alternativa para o torneamento na indústria, com a grande vantagem de não usar cobalto, componente muito utilizado nas ferramentas de usinagem e ferramentas de usinagem em geral.
- TeseDesign, powder metallurgy, sintering, and softwares for extremely hard multicomponent metal alloys(2023) Nonato, Raphael Basilio PiresExtremely hard multi-component metal alloys (EHMMAs) are required mainly when wear resistance is the most important requirement in a product. In view of this, researchers established some technical parameters to predict the stability of the resulting EHMMA and facilitate the design process of this alloy. Among the existing parameters, twenty-two were selected in this research to theoretically intend to ensure that EHMMA forms a stable solid solution. Associated with some of these parameters, there are five criteria from which the stability of the alloy is evaluated. Aiming to predict, streamline and facilitate the EHMMA design process, concomitantly with the calculation of the parameters involved and the availability of the status of the associated criteria, three softwares (PComp, DIAMOY 2.0, and SINT) were coded in Microsoft Visual Basic 6.0® and transformed into Windows® applications. The first one developed, the PComp, provides the minimum load necessary to compact the alloy powder, outlining, streamlining and trying to guarantee less porosity in the compacted for later sintering. The second software, DIAMOY 2.0, addresses the mass of each chemical element to compose the required EHMMA mass, in addition to calculating the values of twenty parameters and five associated criteria, and whether each established criterion is met. Depending on the results, this software can avoid laboratory experiments with alloys that would not present the possibility of constituting stable solid solutions associated to high hardnesses. The scheme of the experimental part of this thesis is translated into a flowchart of the process, in which nine different alloys are studied in terms of their obtainment, hardness, chemical composition, densification, and microstructure. As part of the results, the alloys are subjected to scanning electron microscopy (SEM), backscattered electron (BSE), and differential scanning calorimetry (DSC). Hardnesses up to 1054.96 Vickers were obtained. The maximum densification reached 98.54% of the theoretical. The results from DIAMOY 2.0 were validated by comparing two EHMMAs with a maximum relative error of 1.923% for one EHMMA and 3.183% for the other EHMMA. The third software, SINT, was developed to evaluate the densification of metal alloys and was applied to L4 alloy. Therefore, the main contributions of this research to the design of EHMMAs refer to: (a) gathering of parameters and criteria not yet used for the design of EHMMAs in a single computational tool, facilitating the evaluation of the design process; (b) establishing an EHMMA design framework; (c) creation of computational tools for powder compaction, EHMMA design and sintering for Windows® platform; (d) creation of metallic alloys not yet reported; (e) carrying out experiments with some alloys that have a predicted potential to form stable solid solutions with high hardness; (f) establishing a baseline for future improvements.
- DissertaçãoProjeto e caracterização de ligas multi-elementares(2019) Beccari, Rafael FonsecaDesde a antiguidade a obtenção de ligas utiliza um ou dois metais base com adições de outros elementos para se obter propriedades de resistência, dureza e conformabilidade. Uma nova metalurgia vem surgindo na última década, onde novos processos e novas tecnologias nos permitem desenvolver ligas com o novo conceito de ligas de alta entropia. Esta pesquisa visa o desenvolvimento de ligas equiatômicas de alta entropia compostas de 6 a 9 elementos, tanto no sistema cúbico de corpo centrado quanto no cúbico de face centrada, seguindo as regras de Hume-Rothery, VEC – Elétrons na camada de valência, equivalente de cromo e equivalente de níquel, parâmetro de polidispersão e empacotamento atômico. Os materiais produzidos são testados, tendo suas propriedades físico-químicas e mecânicas avaliadas. Os elementos foram selecionados, pesados, homogeneizados, prensados, fundidos em forno a plasma e a arco elétrico. As amostras foram cortadas, embutidas e polidas, possibilitando a condução de ensaios de dureza Vickers, de onde se pode estimar a tenacidade à fratura, análise metalográfica, fluorescência, difração de raios-X, espectroscopia por energia dispersiva em microscópio eletrônico de varredura e ensaios de corrosão eletroquímica. De modo geral, as ligas preparadas atingiram valores de dureza acima de 800 HV, sendo que uma destas alcançou valores superiores à 2100 HV. A resistência à corrosão das ligas estudadas também mostrouse superior a materiais convencionais. Os objetivos desta pesquisa visam o desenvolvimento de novas ligas para aplicações inéditas ou alternativas a materiais como o metal duro (widia), ou mesmo substituir ferramentas diamantadas para corte e conformação.