MICHELE CRISTINA BIONDO DE CASTRO
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Artigo IPEN-doc 25833 The effect of plasma nitriding on the fatigue behavior of the Ti-6Al-4V alloy2019 - CASTRO, MICHELE C.B. de; COUTO, ANTONIO A.; ALMEIDA, GISELE F.C.; MASSI, MARCOS; LIMA, NELSON B. de; SILVA SOBRINHO, ARGEMIRO da; CASTAGNET, MARIANO; XAVIER, GLEICY L.; OLIVEIRA, RENE R.The Ti-6Al-4V alloy is widely used in the manufacture of components that must have low density and high corrosion resistance and fatigue strength. The fatigue strength can be improved by surface modification. The aim of this study was to determine the influence of plasma nitriding on the fatigue behavior of a Ti-6Al-4V alloy with a lamellar microstructure (Widmanstätten type). Nitriding was executed at 720 C for 4 h in an atmosphere with N2, Ar, and H2. Microstructure characterization of the samples was carried out by X-ray diffraction analysis, optical microscopy, and scanning electron microscopy. The average roughness of the specimens was determined, and fatigue tests were executed in a bending–rotating machine with reverse tension cycles (R = 1). X-ray diffraction analysis of the nitrided alloy revealed the following matrix phases: , , "-Ti2N, and -TiN. A nitrogen diffusion layer was formed between the substrate and the titanium nitrides. Plasma nitriding resulted in an increase in low-cycle fatigue strength, whereas at high cycles of 200 MPa, both conditions exhibited similar behaviors. The fracture surface of the fatigue-tested specimens clearly revealed the lamellar microstructure. The fracture mechanism in the non-nitrided specimens appears to be due to cracking at the interface of the and phases of the lamellar microstructure.Dissertação IPEN-doc 25660 Efeito da nitretação por plasma no comportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V2018 - CASTRO, MICHELE C.B. deA liga Ti-6Al-4V apresenta excelentes propriedades mecânicas, baixa densidade, alta dureza e resistência à corrosão. Entretanto, tratamentos superficiais como a nitretação por plasma são amplamente utilizadas para melhorar a resistência a fadiga desta liga. O objetivo deste trabalho foi tratar termoquimicamente a liga Ti-6Al-4V por meio da nitretação por plasma a fim de verificar a sua influência nas propriedades de fadiga e comparar os resultados obtidos com as não nitretadas. Este tratamento superficial foi realizado com o objetivo de retardar a etapa de nucleação da trinca. A nitretação por plasma foi realizada em temperaturas em torno de 720°C por 4 horas, numa atmosfera de N2, Ar e H2 (5:5:1). Foi realizado um tratamento térmico nas amostras para se obter a microestrutura de Widmanstätten. A temperatura usada foi de 1050°C por 30 minutos. A caracterização microestrutural das amostras nitretadas e não nitretadas foi realizada usando difração de raios X (DRX), microscopia óptica (MO), e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados da difração de raios X das amostras nitretadas mostram a presença de fases: α, β, ε-Ti2N, e δ-TiN e nas amostras não nitretadas as fases α e β. Essas análises revelaram a presença de uma superfície rica em nitretos seguida de uma zona de difusão com nitrogênio na matriz. A rugosidade superficial foi estudada, e foi observada um aumento na rugosidade de 61% após a nitretação. Os testes de fadiga foram realizados em uma máquina de ensaios flexo rotativa, com uma razão de carregamento R=-1 . Os resultados obtidos mostraram que as propriedades de fadiga foram melhoradas após a nitretação por plasma, retardando a etapa de nucleação de trinca.