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

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)