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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de agosto de 2019
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2023
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
Assunto(s):Fadiga dos materiais   Fluência dos materiais   Revestimentos   Materiais nanoestruturados   Tratamento de superfícies   Ligas de titânio   Motores a jato

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)

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