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Desenvolvimento de materiais com gradiente funcional a base de carbeto de nióbio e de aço inoxidável 304, utilizando carbeto de molibdênio como inibidor de crescimento de grão

Processo: 20/08812-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de setembro de 2020
Vigência (Término): 31 de agosto de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Vera Lucia Arantes
Beneficiário:Lucas Alexandre Morais
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais cerâmicos   Materiais com gradiente funcional   Ferramentas de corte   Aço inoxidável   Nióbio   Molibdênio   Carbetos   Manufatura   Propriedades mecânicas   Caracterização estrutural

Resumo

Ferramentas de corte são de suma importância para a área de manufatura industrial, pois influenciam diretamente na economia de indústrias de usinagem. Para serem utilizadas, as pastilhas de ferramentas de corte devem apresentar características que garantam um bom funcionamento, como alta dureza e tenacidade à fratura. Para obter melhores propriedades mecânicas, estudos sugerem a utilização de inibidores de crescimento de grãos nessas ferramentas. Existem evidências de que o carbeto de molibdênio é um dos mais efetivos inibidores. Sabendo da importância que as pastilhas de ferramentas de corte exercem, e considerando, o progresso da tecnologia e o interesse crescente por materiais com gradientes funcionais (MGFs), somados à escassez de informação sobre tal assunto, o presente projeto tem como objetivo o desenvolvimento de cermetos de MGFs heterogêneos de carbeto de nióbio com ligante de aço inoxidável 304 e carbeto de molibdênio como inibidor de crescimento de grãos para ferramentas de corte. Neste projeto, para a fabricação dos cermetos, será utilizado o processo de co-prensagem para produzir as amostras de MGFs, na qual, espera-se que pela gradação de carbeto de molibdênio, haja variações gradativas das propriedades mecânicas, concentrando a dureza na superfície que é responsável pelo desempenho, tempo de vida ou desgaste, e simultaneamente, elevada tenacidade à fratura no centro da pastilha, capaz de suportar as tensões que ocorrem durante o corte. Em laboratório serão realizados ensaios com seis amostras com diferentes composições químicas de gradação. Durante os experimentos, serão analisadas as propriedades mecânicas das amostras por meio da caracterização óptica e mecânica, e com os resultados, será possível inferir na viabilidade desse cermeto de MGF para pastilhas de ferramentas de corte e na possível substituição dos cermetos de WC-Co, onde estudos mostram que esse material apresenta problemas como ser tóxico ao ser humano, escassez de matéria-prima, e alto custo.