Estudo da influência do revestimento nanoestruturado Cr/CrN e do efeito dwell no comportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V na temperatura de 350°C

• Processo: 19/02125-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2019
• Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Herman Jacobus Cornelis Voorwald
• Beneficiário: Martin Ferreira Fernandes
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/25360-6 - Estudo da influência do revestimento nanoestruturado Cr/CrN e do efeito dwell no comportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V na temperatura de 350°C, BE.EP.DD
• Assunto(s): Fadiga dos materiais Fluência dos materiais Revestimentos Materiais nanoestruturados Tratamento de superfícies Ligas de titânio Motores a jato
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cr | CrN | efeito dwell | fadiga | ligas de titânio | Ti-6Al-4V | tratamentos superficiais | Fadiga dos materiais

Resumo

A liga de titânio Ti-6Al-4V é aplicada na indústria aeronáutica em pás e discos do primeiro estágio de motores de turbina a gás com temperatura de operação na faixa de 250 a 450°C. Apesar de apresentar alta resistência mecânica específica e boa estabilidade a temperaturas de até 600°C, a liga apresenta alto coeficiente de fricção, baixa resistência ao atrito e resistência à oxidação reduzida em altas temperaturas. CrN é um recobrimento duro com boa resistência ao atrito, à corrosão e à oxidação, enquanto o Cr metálico apresenta comportamento dúctil, o que dificulta a propagação de trincas nucleadas nas camadas frágeis de CrN em recobrimentos a base de Cr/CrN. Neste trabalho, o comportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V com microestrutura lamelar recoberta por uma multilayer Cr/CrN nanoestruturada será avaliado a partir de ensaios em condições de carregamentos de fadiga e da combinação entre carregamentos de fadiga e fluência (efeito dwell) na temperatura ambiente e na faixa de temperatura de aplicação da liga. Os mecanismos envolvidos no comportamento em fadiga da liga em condições de operação serão estudados sob a perspectiva de mudanças superficiais proporcionadas pela presença de um revestimento multilayer Cr/CrN, influência da temperatura de aplicação da liga em fenômenos dependentes do tempo, e combinação de carregamentos dinâmicos e constantes, fundamentados por análises microestruturais, ensaios de oxidação, medidas de tensões residuais, ensaios de propagação de trincas, análises de deformação, e análises de superfícies de fratura. As etapas de propagação das trincas de fadiga serão avaliadas através da taxa de propagação de trinca como função da variação do fator intensidade de tensão. Espera-se que o tratamento proporcione mudanças superficiais que melhorem o comportamento em fadiga da liga na condição de operação, objetivando a aplicação do tratamento superficial em componentes do primeiro estágio de motores a jato e a ampliação das possibilidades de aplicação da liga no setor aeronáutico. (AU)

Publicações científicas

(6)

(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)

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MARCELINO DOS SANTOS, JEFFERSON RODRIGO; FERNANDES, MARTIN FERREIRA; VELLOSO, VERONICA MARA DE OLIVEIRA; VOORWALD, HERMAN JACOBUS CORNELIS. Fatigue Analysis of Threaded Components with Cd and Zn-Ni Anticorrosive Coatings. METALS, v. 11, n. 9, SEP 2021. (17/05619-0, 19/02125-1)

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FERREIRA FERNANDES, MARTIN; DOS SANTOS, JEFFERSON RODRIGO MARCELINO; DE OLIVEIRA VELLOSO, VERONICA MARA; VOORWALD, HERMAN JACOBUS CORNELIS. AISI 4140 Steel Fatigue Performance: Cd Replacement by Electroplated Zn-Ni Alloy Coating. Journal of Materials Engineering and Performance, v. 29, n. 3, p. 12-pg., 2020-02-21. (17/05619-0, 19/02125-1)

CAMPOS DE BOMFIM, ANNE SHAYENE; CORNELIS VOORWALD, HERMAN JACOBUS; DE CARVALHO BENINI, KELLY CRISTINA COELHO; DE OLIVEIRA, DANIEL MAGALHAES; FERNANDES, MARTIN FERREIRA; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA. Sustainable application of recycled espresso coffee capsules: Natural composite development for a home composter product. JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION, v. 297, p. 13-pg., 2021-03-17. (19/02607-6, 19/02125-1)

CORNELIS VOORWALD, HERMAN JACOBUS; DOS SANTOS VIEIRA, LUIZ FABIO; DE OLIVEIRA VELLOSO, VERONICA MARA; FERNANDES, MARTIN FERREIRA; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA. nvestigation of HVOF-sprayed WC- and NiCr-based coatings to improve corrosion and wear performance of high-strength stee. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 44, n. 3, MAR 2022. (19/02125-1)