| Resumo : |
Este estudo descreve o desenvolvimento de rotas de processo para obtenção de ligas gama-titânio-aluminídeo (? TiAl) por metalurgia do pó. Essas ligas apresentam temperatura de operação, massa e rigidez específicas superiores às ligas de titânio convencionais e podem ser usadas em veículos espaciais sujeitos a reentrada atmosférica, em sistemas de propulsão a ar e compressores de alta e baixa pressão de turbinas a gás. Um dos problemas relacionados a essa classe de ligas reside em sua baixa ductilidade, o que limita os processos de fabricação. Dessa forma, a metalurgia do pó mostra-se uma técnica viável por possibilitar a produção de componentes estruturais próximos às dimensões finais, evitando complicados trabalhos térmicos e mecânicos posteriores, possivelmente a um menor custo. Nessa tese foi utilizada a liga Ti-48Al-2Cr-2Nb, que é uma das mais importantes desse segmento e que contém adição de teores de cromo e nióbio principalmente para elevação da ductilidade. Há poucos estudos sobre esse assunto no país e os desafios residem na obtenção de amostras com baixa porosidade, completa dissolução das partículas de nióbio e a obtenção de uma microestrutura homogênea. Foram desenvolvidas quatro rotas de processamento por metalurgia do pó que utilizaram misturas de pós elementares e pós pré-ligados, seguido por etapas de compactação uniaxial e isostática a frio e sinterização em alto vácuo (10-7 Torr). As amostras sinterizadas foram caracterizadas por meio de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, análises de densidade e ensaios mecânicos de compressão. Os resultados indicaram a necessidade do uso de pós pré-ligados para evitar-se a macroporosidade oriunda do efeito Kirkendall e dificuldades na dissolução de partículas de nióbio. A evolução microestrutural ocorre a partir de regiões empobrecidas de alumínio que dão origem inicialmente à fase Ti3Al (?2) e em temperaturas mais altas à fase TiAl (?), o que proporciona o estabelecimento de regiões lamelares. A rota mais viável utilizou uma mistura de pós pré-ligados de TiAl e de pós pré-ligados dos elementos restantes que possibilitaram uma elevada densificação, a formação de uma microestrutural totalmente lamelar, a completa dissolução das partículas de nióbio e propriedades mecânicas adequadas. O processo desenvolvido e seu aperfeiçoamento pode levar à efetiva produção de peças de ligas ? TiAl por metalurgia do pó a custos competitivos. |