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Estudo sobre a influência dos teores de elementos intersticiais no processo de obtenção de ligas de titânio por metalurgia do pó

Processo: 08/04268-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2008 - 31 de agosto de 2010
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia de Transformação
Pesquisador responsável:Vinicius André Rodrigues Henriques
Beneficiário:Vinicius André Rodrigues Henriques
Instituição-sede: Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE). Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Assunto(s):Metalurgia do pó  Propriedades mecânicas  Sinterização  Ligas metálicas  Titânio  Biomateriais 

Resumo

O titânio e suas ligas são utilizados em aplicações que exigem confiabilidade e bom desempenho. Suas principais aplicações ocorrem nas indústrias aeroespacial, química, naval e, mais recentemente, nas áreas de equipamentos esportivos e de implantes ortopédicos. A obtenção de ligas de titânio pela técnica de metalurgia do pó é uma alternativa vantajosa por permitir a obtenção de peças com geometrias complexas a um custo relativamente baixo. Apesar disso, verifica-se que a introdução de elementos intersticiais (oxigênio, nitrogênio e carbono) durante o processamento destas ligas, embora possa proporcionar um aumento da dureza e da resistência mecânica do material, está freqüentemente relacionada à redução da ductilidade e à fragilidade.O presente projeto tem como objetivo investigar a influência dos elementos intersticiais no processo de obtenção de ligas de titânio por metalurgia do pó (M/P), utilizando-se técnicas de caracterização e planejamento experimental, visando a otimização do processo. O estudo será baseado na obtenção das ligas Ti-6Al-4V e Ti-13Nb-13Zr, com o efetivo controle dos teores de elementos intersticiais, investigando-se sua influência em cada etapa de processamento e no comportamento e propriedades finais das ligas. Uma necessidade prioritária em qualquer processo de obtenção de ligas de titânio, e que tem dificultado o avanço das pesquisas nessa área, é a aquisição de um equipamento capaz de realizar análises confiáveis destes teores por meio de técnicas de absorção de infravermelho e diferença de termo condutividade. Dessa forma, este estudo permitirá compreender a influência dos elementos intersticiais nas ligas estudadas e estabelecer limites de teores desses elementos até a etapa final de processamento, visando a redução dos custos e a garantia da qualidade das ligas produzidas. O grupo de Processos Metalúrgicos (GPM) da Divisão de Materiais (AMR) do CTA detém registros de patentes no INPI do processo de obtenção das ligas por M/P e é pioneiro e líder da pesquisa brasileira nessa área, coordenando projetos com financiamento da FAPESP. A quantificação precisa e confiável dos elementos intersticiais também permitirá a verificação da conformidade das ligas produzidas de acordo como limites especificados por normas, tanto para aplicações na área aeroespacial como na de biomateriais. Além disso, o estabelecimento de correlações entre os teores de elementos intersticiais e o desempenho final das ligas irá gerar conhecimento sobre o efeito desses elementos no comportamento das ligas em serviço. A demanda por esse tipo de ensaio foi verificada e é considerada prioritária para o desenvolvimento de pesquisas em andamento, não só no CTA, como também em outras instituições do Vale do Paraíba (SP), região que concentra os mais importantes centros tecnológicos e indústrias aeroespaciais do país. Além disso, o desenvolvimento desse trabalho deverá também incluir a AMR nas redes existentes de laboratórios capacitados, com sistema de gestão implantado, de forma a ampliar assim a oferta de ensaios em áreas tão importantes como a aeronáutica e de biomateriais. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PETRONI, S. L. G.; PAULA, M. S. M.; HENRIQUES, V. A. R. Interstitial elements in Ti-13Nb-13Zr alloy produced by powder metallurgy using hydride powders. POWDER METALLURGY, v. 56, n. 3, p. 202-207, JUL 2013. Citações Web of Science: 1.
HENRIQUES, V. A. R.; GALVANI, E. T.; PETRONI, S. L. G.; PAULA, M. S. M.; LEMOS, T. G. Production of Ti-13Nb-13Zr alloy for surgical implants by powder metallurgy. Journal of Materials Science, v. 45, n. 21, p. 5844-5850, NOV 2010. Citações Web of Science: 28.

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