MICHELE CRISTINA BIONDO DE CASTRO

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Autor: MICHELE CRISTINA BIONDO DE CASTRO × Assunto: heat treatments ×

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    Dissertação IPEN-doc 25660
    Efeito da nitretação por plasma no comportamento em fadiga da liga Ti-6Al-4V
    2018 - CASTRO, MICHELE C.B. de
    A 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.
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    Artigo IPEN-doc 25258
    Effect of plasma nitriding on fatigue behavior of Ti-6Al-4V alloy
    2018 - 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.