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

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)