Correlação entre microestrutura e propriedades mecânicas de liga formadora de fase quasicristalina obtida por fusão seletiva a laser

Resumo

A precipitação de fase quasicristalina em matriz dendrítica de Al propicia uma elevada resistência mecânica e ao desgaste, principalmente a elevadas temperaturas, tornando as ligas a base de Al formadoras de fases quasicristalina promissoras para a aplicação como moldes e matrizes. No entanto, para a formação da fase quasicristalina, uma alta taxa de resfriamento deve ser imposta ao material (da ordem de 103 K/s), o que geralmente só é possível em material com forma de pó ou fita, com espessura reduzida. Moldes e matrizes geralmente apresentam geometria complexa, sendo fabricados através de complexos processos de usinagem, limitando as possibilidades de design da peça. Uma rota alternativa para a produção dessas matrizes e moldes seria processos de manufatura aditiva, onde a peça é construida camada por camada, o que permite a produção de moldes com geometria complexa, com canais de refrigeração internos. Entre os processos de manufatura aditiva está o processamento de Fusão Seletiva por Laser (FSL). Esse processo, além de permitir a produção de peças com geometrias complexas e densidade customizada, também permite atingir altas taxas de resfriamento no material processado (pode chegar a 105K/s), o que permitiria, por exemplo, a obtenção das fases quasicristalinas em ligas a base de Al. Considerando isso, o presente projeto visa investigar a microestrutura e formação de fases da liga formadora de fase quasicristalina Al91Fe4Cr3Ti2 obtida através do método de FSL e investigar as suas propriedades mecânicas em diferentes temperaturas. Será feito um estudo detalhado visando compreender a solidificação da peça e a dinâmica do processo e como as características microestruturais afetam as propriedades mecânicas. Primeiramente, testes serão realizados com intuito de encontrar os parâmetros mais adequados para produção de amostras por FSL visando uma microestrutura e densidade adequada. A melhor combinação de parâmetros será utilizada para fabricar amostras que serão caracterizadas com relação a sua estrutura, estabilidade térmica e mecânica através de ensaio de difratômetria de raios X, calorimetria diferencial de varredura, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, ensaios mecânicos de tração em diferentes temperaturas e de dureza. (AU)