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: 19/25360-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 11 de janeiro de 2022
• Data de Término da vigência: 10 de janeiro de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Herman Jacobus Cornelis Voorwald
• Beneficiário: Martin Ferreira Fernandes
• Supervisor: Patrick Villechaise
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Institut Pprime, França
• Vinculado à bolsa: 19/02125-1 - 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, BP.DD
• Assunto(s): Ligas de titânio Resistência mecânica Fadiga dos materiais Tratamento de superfícies Alta temperatura In situ
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cr | CrN | efeito dwell | fadiga | In situ | 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 que operam na faixa de temperatura de 20°C a (250 - 450)°C. Apesar de apresentar alta resistência mecânica específica, 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. Motores de turbina a gás operam em um estado estacionário após atingir a tensão máxima, causando um fenômeno chamado efeito dwell, que é responsável pela redução na vida em fadiga quando a carga é mantida constante mesmo na temperatura ambiente. Neste trabalho, o comportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V de microestrutura lamelar com um recobrimento Cr/CrN de múltiplas camadas será avaliado a partir de ensaios de fadiga e ensaios com período dwell a temperatura ambiente e 350°C. Ensaios de tração in situ serão realizados em um microscópio eletrônico de varredura (MEV) para identificar precisamente a ativação de mecanismos de dano e deformação nos recobrimentos em escala microestrutural. A técnica de EBSD será utilizada para identificação dos processos de iniciação de trinca operando em corpos-de-prova testados em fadiga com e sem período dwell, e as superfícies de fratura serão investigadas por MEV. Os mecanismos envolvidos no comportamento em fadiga da liga serão estudados sob a perspectiva de mudanças superficiais proporcionadas pelo revestimento Cr/CrN de múltiplas camadas, influência da temperatura de aplicação da liga em fenômenos dependentes do tempo, e combinação de carregamentos dinâmicos e constantes. (AU)