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.Artigo IPEN-doc 25358 Influência da nitretação por plasma sobre as propriedades de fadiga da liga TI-6AL-4V2018 - CASTRO, M.C.B. de; COUTO, A.A.; ALMEIDA, G.F.C.; LIMA, N.B.; CASTAGNET, M.; OLIVEIRA, R.R.As falhas por fadiga na liga Ti-6Al-4V ocorrem pela aplicação de tensões flutuantes, onde as tensões responsáveis pela falhasendo estas são menores do que a tensão de escoamento da liga. , caracterizando essas falhas como catastróficas e sem aviso prévio. A fadiga é responsável por pelo menos 90% das falhas por causas mecânicas, cCom o objetivo de aumentar a resistência a fadiga, foi realizada ao o tratamento termoquímico de nitretação por plasma. A nitretação por plasma é caracterizada pela formaçãoforma de uma camada superficial de nitretos na superficie da liga constituída (pelas fases δ-TiN e Ɛ-Ti2N). A formação dessas fases além de aumentar a sua dureza superficial, cria uma alta tensão superficial de compressão, fazendo com que as tensões trativas necessárias para ocorrer a formação de trincas sejam superiores. Testes de fadiga do tipo flexo rotativas foram realizados nos corpos de prova nitretados e não nitretados, a fim de se comparar a eficiência do tratamento termoquímico. O ensaio de fadiga foi realizado a uma frequência de 50 hz, e razão de carregamento R=-1, variando tensões de 610 a 203 MPa. Foram contados o número de ciclos necessários para as fraturas dos corpos de prova, e os resultados foram plotados em uma curva S-N. Após a fratura dos corpos de prova, suasAs superfícies de fratura foram analisadas em um microscópio eletrônico de varredura (MEV).O comportamento em fadiga das ligas nitretadas foi superior ao das ligas não nitretadas. Conclui-se que quanto após a nitretação por plasma, quanto maior a tensão aplicada ao ensaio, maior é a diferença de resistência entre a liga nitretada e a não nitretada, sendo esta diferença diminuída com a redução da tensão. Para altas tensões a liga nitretada apresentou cerca de 5x mais resistência à fadiga. Palavras chave: Liga Ti-6Al-4V, fadiga, nitretação por plasma.Artigo IPEN-doc 25258 Effect of plasma nitriding on fatigue behavior of Ti-6Al-4V alloy2018 - 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 should have low density, 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 Ti-6Al-4V alloy with a lamellar microstructure (Widmanstätten type). Nitriding was executed at 720 °C for 4 hours in an atmosphere with N2, Ar and H2. Samples microstructure characterization 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 revealed the matrix phases α and β, and the phases Ɛ-Ti2N and δ-TiN in the nitrided alloy. 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, both conditions exhibit similar behavior. The fracture surface of the fatigue tested specimens clearly revealed the lamellar microstructure. The fracture mechanism appears to be due to cracking at the interface of α and β phases of the lamellar microstructure.