Comportamento mecânico em fluência de barreiras térmicas obtidas por deposição a laser de cerâmica de zircônia estabilizada com ítria e nióbia na liga Ti-6Al-4V

• Processo: 21/02057-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Danieli Aparecida Pereira Reis
• Beneficiário: Danieli Aparecida Pereira Reis
• Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São José dos Campos
• Assunto(s): Revestimentos de barreira térmica Ligas de titânio Óxido termicamente crescido Tratamento térmico Propriedades mecânicas Microestruturas Alta temperatura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fluência | microestrutura | Propriedades mecânicas | Tbc | titânio | tratamento térmico | Metalurgia/ Fluência

Resumo

A liga Ti-6Al-4V tem sido utilizada na indústria aeroespacial em aplicações que requerem resistência mecânica em altas temperaturas, baixa massa específica e resistência à corrosão. Porém, um fator limitante das ligas de titânio é a oxidação devido a grande afinidade do titânio com o oxigênio. O revestimento TBC tem por objetivo promover a proteção contra oxidação, corrosão e, principalmente, proteção térmica de ligas metálicas. O TBC é composto por um substrato metálico, uma camada metálica, uma camada de óxido termicamente crescido (TGO) e uma camada cerâmica. Este projeto tem por objetivo o estudo de fluência na liga de titânio (grau 5) com revestimento TBC, após a definição dos parâmetros de deposição dos revestimentos por laser de CO2 da camada metálica, NiCrAlY, sobre liga Ti-6Al-4V e posterior, da camada cerâmica de zircônia com 16,0 % equimolar de ítria e nióbia obtidas por moagem em moinho de bolas planetário. A obtenção da camada de TGO será dada por tratamento térmico a vácuo a 1100 °C. Os parâmetros do laser a serem definidos serão a potência, velocidade de varredura e o tempo de interação com a amostra e a espessura das camadas pré depositada na forma de pó, e a avaliação da amostra será por microscopia para o estudo da morfologia e ensaio de nanodureza para avaliação de sua propriedade mecânica. Após definição de parâmetros de deposição para o laser de CO2 serão realizadas as deposições do TBC sobre corpos de provas de liga de titânio para ensaios de fluência. O laser é um processo ágil, dinâmico e assertivo, de modo que a definição de parâmetros para a deposição dos materiais descritos anteriormente é inovador e podem contribuir com aumento da competitividade no setor aeronáutico pelo melhoramento do revestimento TBC em palhetas de turbinas e, consequentemente, aumentar sua eficiência. O ensaio de fluência ocorrerá na modalidade de tensão constante a 125 MPa nas temperaturas de 500 °C e 700 °C e na temperatura de 600 °C com as tensões de 125, 250 e 319 MPa. Para a avaliação da integridade dos corpos de prova será realizada análises de difração de raios X para obtenção das fases obtidas, microscopia eletrônica de varredura para estudo da morfologia das camadas depositadas e a obtenção de parâmetros de fluência para definir o comportamento da liga em altas temperaturas sob a proteção da barreira térmica. (AU)