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Ligas de titânio: transformações de fases e manufatura aditiva aplicadas na obtenção de materiais com gradientes funcionais

Processo: 18/18293-8
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de abril de 2021 - 31 de março de 2026
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Rubens Caram Junior
Beneficiário:Rubens Caram Junior
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Conrado Ramos Moreira Afonso
Pesq. associados:Alessandra Cremasco ; Augusto Ducati Luchessi ; João Batista Fogagnolo ; Juliano Soyama ; Kaio Niitsu Campo ; Rodrigo José Contieri
Auxílios(s) vinculado(s):21/03494-0 - EMU concedido no processo 2018/18293-8: Dilatômetro de Alta Temperatura, AP.EMU
21/03249-6 - EMU concedido no processo 2018/18293-8: Máquina de Manufatura Aditiva, AP.EMU
21/03252-7 - EMU concedido no processo 2018/18293-8: Analisador Térmico, AP.EMU
Bolsa(s) vinculada(s):22/11661-7 - EVOLUÇÃO MICROESTRUTURAL EM LIGAS Ti-15Nb PREPARADAS POR FUSÃO A ARCO E MANUFATURA ADITIVA, BP.IC
22/10049-6 - Obtenção de materiais com controle de rigidez por manufatura aditiva e tratamentos térmicos, BP.DD
22/09963-5 - Otimização de Microestruturas em Ligas de Ti Processadas por Manufatura Aditiva usando Fusão em Leito de Pó (PBF), BP.TT
+ mais bolsas vinculadas 22/10350-8 - Modulação de propriedades mecânicas de componentes para implante via manufatura aditiva de ligas de Ti, BP.DD
21/06156-9 - Nucleação de fase alfa em liga beta metaestável Ti-Nb-Fe-Sn: mecanismos de precitação intergranular e intragranular, BP.DR
21/03865-9 - Influência de modificações superficiais na bioatividade e (tribo)corrosão de ligas beta de Ti-Nb-(Zr) de baixo módulo de elasticidade para aplicação como implantes, BP.PD
21/12537-5 - Determinação de temperatura beta transus e sua aplicação a ligas do sistema Ti-Nb-Fe-Sn, BP.IC - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Materiais metálicos  Impressão tridimensional  Ligas de titânio  Microestruturas  Propriedades mecânicas  Mudança de fase 

Resumo

Esta proposta visa investigar a metalurgia física e a manufatura aditiva de ligas de titânio aplicadas na obtenção de materiais estruturais com gradientes de propriedades. O Ti e suas ligas exibem amplo conjunto de propriedades interessantes, em particular elevada razão entre resistência mecânica e densidade, alta resistência à corrosão e biocompatibilidade única. Seu comportamento mecânico depende diretamente da precipitação de fases estáveis e metaestáveis, o que permite ajustar propriedades a aplicações específicas. Atualmente, o processamento do Ti e suas ligas tem experimentado desenvolvimento excepcional como resultados da aplicação de novas tecnologias associadas à manufatura aditiva. O presente projeto pretende analisar temas relevantes voltados às ligas de Ti, tais como (I) transformações de fase em ligas de Ti; (II) manufatura aditiva de ligas de Ti e (III) preparação de materiais com gradientes funcionais. A estratégia a ser empregada envolverá o desenvolvimento de novas ligas de Ti do tipo beta metaestável e estudos de suas transformações de fases, microestruturas e propriedades. O projeto de ligas será fundamentado em simulação termodinâmica de diagramas de fases, a fabricação de ligas envolverá fusão a arco e manufatura aditiva e o processamento contará com tratamentos termo-mecânicos que propiciem a precipitação da fase alfa por duas rotas: nucleação homogênea envolvendo decomposição pseudo-espinodal ou nucleação heterogênea a partir da fase ômega. Conceitos sobre transformações de fase e manufatura aditiva serão aplicados na obtenção de materiais com gradientes funcionais a partir de ligas de Ti. Pretende-se aplicar técnicas avançadas de caracterização de amostras, em particular microscopia eletrônica de transmissão e difração de raios-X em altas temperaturas. A equipe de trabalho é constituída por pesquisadores experientes nos temas abordados e, também, por pesquisadores em inicio de carreira. Ao final do presente trabalho, espera-se obter conhecimento que contribua com o aumento do uso do Ti em aplicações com alta densidade científica e tecnológica, em particular, de novas ligas de Ti para aplicações estruturais em diversos setores industriais e principalmente, formar recursos humanos em ligas de titânio e de manufatura aditiva de materiais metálicos. (AU)

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