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Desenvolvimento de compósitos de matriz de titânio beta para aplicações em alta temperatura: efeito da reação in situ de partículas de b4c na evolução microestrutural e nas propriedades mecânicas

Processo: 18/21892-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de fevereiro de 2019 - 31 de janeiro de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Rodrigo José Contieri
Beneficiário:Rodrigo José Contieri
Instituição-sede: Faculdade de Ciências Aplicadas (FCA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Limeira , SP, Brasil
Pesq. associados:Alessandra Cremasco ; Ricardo Floriano
Assunto(s):Titânio  Propriedades mecânicas  Alta temperatura  Mudança de fase  Microestruturas 

Resumo

Recentemente, a demanda por materiais com elevada razão entre resistência mecânica e peso resultou no uso mais intenso de ligas de titânio do tipo ². Ainda, a possibilidade de excelentes combinações entre tenacidade, resistência mecânica e a fadiga justificam seu uso. No entanto, em comparação a ligas ± e ±+², apresenta baixa resistência mecânica e baixo módulo de elasticidade, e quando utilizadas em altas temperaturas, apresentam excessivo crescimento de grão e consequentemente, piora nas propriedades mecânicas. Contudo, tal comportamento pode ser drasticamente alterado por meio de novas rotas de processamento, como por exemplo, pela inserção de partículas de reforço na matriz ², ou mais especificamente, pelo desenvolvimento de compósitos de matriz metálica de titânio (CMMT). Nesta nova rota, destacam-se os compósitos com reforços desenvolvidos via reações in situ, que ao contrário dos métodos tradicionais, se constituem através da natureza das transformações exotérmicas envolvidas e/ou pela cristalização durante o processo de solidificação. Para a presente proposta, pretende-se avaliar os efeitos de diferentes tratamentos térmicos nas transformações de fases e consequentemente nas propriedades mecânicas de compósitos de matriz ² metaestável com Ti-15%Mo e Ti-15%V a partir de adições de B4C (0,5%; 1,5% e 3,0% em peso). Tal objetivo será alcançado mediante a execução das seguintes tarefas: (a) preparação dos CMMTs via fundição, homogeneização composicional/microestrutural em altas temperaturas e análise da formação de estruturas metaestáveis consequentes das condições de resfriamento; (b) avaliação do efeito de diferentes tratamentos térmicos na microestrutura e propriedades mecânicas; (c) avaliação das condições ideais para elevar a conformabilidade a quente pela adição de B4C, a partir da construção de mapas de processamento e análise das fraturas e microestruturas relativas às regiões estáveis e instáveis desses mapas. Com o desenvolvimento desta proposta de pesquisa pretende-se: 1 - Desenvolver novas rotas de processamento e compósitos com propriedades mecânicas superiores às encontradas na indústria aeroespacial; 2 - formar recursos humanos na área de processamento e caracterização de compósitos de matriz metálica, em especial de titânio; 3 - contribuir com o desenvolvimento de tecnologia que permita obter, processar e caracterizar ligas/compósitos de aplicações na indústria aeroespacial. Não menos importante, a concessão do presente projeto, permitirá a implementação do laboratório de materiais, e consequentemente, na melhoria da relação pesquisa-ensino nos cursos de graduação e pós-graduação da faculdade. (AU)