dc.creator |
RESENDE, Raphael Ulisses Costa de |
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dc.date.issued |
2022-03-23 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3293 |
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dc.description.abstract |
Nickel-based superalloys are the ones that stand out the most in applications involving
high temperatures. They contain a combination of desired properties for such
applications: high mechanical strength, high creep resistance, high fatigue resistance,
high thermal conductivity, low anisotropy of thermal expansion and high resistance to
oxidation. Among them there is the MAR-M246 alloy that has Al and Cr in its
composition, elements responsible for the formation of layers of Al2O3 and Cr2O3, oxides
that are capable of increasing the resistance to oxidation and corrosion at high
temperatures. However, if the material were used for a long period of time, these layers
may defragment (or in the case of chromium oxide, evaporate) which would interfere with
the material's properties. One of the ways to prevent this degradation is to coat these
alloys with oxidation-resistant layers and, among the coating methods, the process known
as Halide Activated Pack Cementation (HAPC) is a very versatile method, low cost, used
to cover different materials regardless of their geometry. Thus, this work proposed to
coat the MAR-M246 alloy by co-deposition of Aluminum and Silicon using HAPC. For
this purpose, three different powder coating mixtures (MPR) were created, with 75%
Al2O3 powder, 25% of a mixture of Si and Al powders, in the ratios 90:10 (MPR I), 50:50
(MPR II) and 27.5:72.5 (MPR III) and 0.015mg NH4Cl. The coating process on the 3
samples was carried out at 1000°C for 9 hours in a vacuum sealed quartz reactor. The
coated samples were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), energy
dispersive spectroscopy (EDS) and x-ray diffraction (XRD) before and after oxidation
tests. The results showed that there was a layer creation in the 3 MPR's, with thickness
varying from 130 to 180 µm. Then, the coated substrates were placed in an oxidation test
at 1000°C for 240 hours, revealing an optimization in the oxidation resistance by the
formation of the Al2O3 oxide layer with a mass gain reduction of up to 2x for the layer
formed by MPR III |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
MAR-M246 |
pt_BR |
dc.subject |
HAPC |
pt_BR |
dc.subject |
Co-deposição |
pt_BR |
dc.subject |
Revestimento |
pt_BR |
dc.subject |
Oxidação |
pt_BR |
dc.title |
Obtenção de camadas com alta resistência a oxidação na superliga de níquel mar-m246 a partir da co-deposição de alumínio e silício utilizando o processo “halide activated pack cementation” |
pt_BR |
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.date.available |
2022-05-03 |
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dc.date.available |
2022-05-03T19:09:06Z |
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dc.date.accessioned |
2022-05-03T19:09:06Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/5341108834618992 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
RODRIGUES, Geovani |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/9578900283345548 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
As superligas a base de níquel são as que mais se destacam em aplicações envolvendo
altas temperaturas. Nelas se encontram uma combinação de propriedades desejadas para
tais aplicações: alta resistência mecânica, alta resistência à fluência, alta resistência a
fadiga, alta condutividade térmica, baixa anisotropia de expansão térmica e alta
resistência a oxidação. Dentre elas existe a liga MAR-M246 que possui Al e Cr em sua
composição, elementos responsáveis pela formação de camadas dos óxidos Al2O3 e
Cr2O3, que são capazes de aumentar a resistência à oxidação e corrosão em altas
temperaturas. Porém, se o material for usado por um longo período de tempo, essas
camadas podem se fragmentar (ou no caso do óxido de cromo, evaporar) o que interferiria
nas estabilidade do material. Uma das formas de impedir essa degradação é revestir essas
ligas com camadas resistentes a oxidação e, dentre os métodos de revestimento, o
processo conhecido como Cementação em Caixa por Haletos Ativos, “Halide Activated
Pack Cementation” (HAPC), é um método muito versátil, de baixo custo, utilizado para
recobrir diversos materiais independente de sua geometria. Assim, este trabalho propôs
revestir a liga MAR-M246 pela co-deposição de Alumínio e Silício utilizando o HAPC.
Para tal foi criado três misturas para revestimento (MPR) de pós diferentes,
compreendidas de 75% de pó de Al2O3, 25% de uma mistura de pós de Si e Al, nas razões
90:10 (MPR I), 50:50 (MPR II) e 27,5:72,5 (MPR III) e 0,015mg de NH4Cl. O processo
de revestimento nas 3 amostras foi feito a 1000°C por 9 horas em reator de quartzo selado
a vácuo. As amostras foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura
(MEV), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e difração de raios x (DRX) antes e
depois dos testes de oxidação. Os resultados mostraram que houve criação de camada nas
3 MPR’s, com espessura variando de 130 a 180 µm. Então, os substratos revestidos foram
colocados em um ensaio de oxidação de 1000°C por 240 horas, revelando uma otimização
na resistência a oxidação pela formação da camada de óxido Al2O3 com uma redução de
ganho massa de até 2x para a camada formada pela MPR III em comparação com o
material sem revestimento. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
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dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Materiais para Engenharia |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
RESENDE, Raphael Ulisses Costa de. Obtenção de camadas com alta resistência a oxidação na superliga de níquel mar-m246 a partir da co-deposição de alumínio e silício utilizando o processo “halide activated pack cementation”. 2022. 82 f. Dissertação (Mestrado em Materiais para Engenharia) - Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2022. |
pt_BR |