dc.creator | Silva, Alex Britto da | |
dc.date.accessioned | 2024-11-12T22:20:00Z | |
dc.date.available | 2024-11-12T22:20:00Z | |
dc.date.issued | 2024-03-01 | |
dc.identifier.citation | SILVA, Alex Britto da. Superliga de níquel sinterizada a partir de pós elementares com recobrimentos cerâmicos contra a carburização. Orientador: Sérgio da Silva Cava. 2024. 146 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Centro
de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14552 | |
dc.description.abstract | Nickel-based superalloys fabricated by centrifugal casting find application in high temperature services, particularly in highly carburizing atmospheres such as
hydrocarbon pyrolysis furnaces. The demand for materials resistant to carburization
underscores the importance of innovative and in-depth investigations in this area,
aiming at alternatives with equal or superior performance through economically more
attractive manufacturing processes. The primary objective of this research was the
development of a sintered nickel-based superalloy from dissociated powders and the
evaluation of ceramic oxide coatings produced by the sol-gel route and applied by
static spin-coating as a barrier to the carburization process. The adopted methodology
involved determining manufacturing parameters for the HP X superalloy through
conventional powder metallurgy, evaluating its porosity and hardness according to the
compaction pressure, and applying and assessing films of Al2O3, Nb2O5, SnO2, and
ZnO before and after carburization tests. Techniques such as optical microscopy,
SEM/EDS, XRD, XRF/EDX, hardness and microhardness tests were employed, along
with regression analyses and variance analyses for statistical assessment of the
obtained data. The results demonstrated that a compaction pressure of 800 MPa
results in satisfactory properties for the sintered material, and statistically proved that
porosity decreases with increasing compaction pressure, between 200 and 1200 MPa.
Upon comparing the performances against carburization of the studied ceramic oxides,
Nb2O5 stands out for its superior resistance. Statistically, samples coated with Nb2O5
exhibit a microhardness profile similar to that of non-carburized samples, indicating
that, in the tested conditions, only this coating can be considered statistically effective
as a barrier to carburization. The conclusions not only validate the initial hypotheses
but also open new perspectives for future investigations. This work provides a solid
foundation for significant advances in understanding the production of nickel-based
superalloys by conventional powder metallurgy, as well as their protection against
carburization through ceramic oxide coatings. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Sem bolsa | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Superliga de níquel | pt_BR |
dc.subject | Recobrimento cerâmico | pt_BR |
dc.subject | Carburização | pt_BR |
dc.subject | Metalurgia do pó | pt_BR |
dc.subject | Sinterização | pt_BR |
dc.subject | Pós elementares | pt_BR |
dc.subject | Porosidade | pt_BR |
dc.subject | Sol-gel | pt_BR |
dc.subject | Spin-coating | pt_BR |
dc.subject | Nickel-based superalloy | pt_BR |
dc.subject | Ceramic coating | pt_BR |
dc.subject | Carburization | pt_BR |
dc.subject | Powder metallurgy | pt_BR |
dc.subject | Sintering | pt_BR |
dc.subject | Elementary powders | pt_BR |
dc.subject | Porosity | pt_BR |
dc.title | Superliga de níquel sinterizada a partir de pós elementares com recobrimentos cerâmicos contra a carburização | pt_BR |
dc.title.alternative | Sintered nickel-based superalloy from elementary powders with ceramic coatings against carburization | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/3666597898869518 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/2853098230406981 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Biehl, Luciano Volcanoglo | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9636173298079798 | pt_BR |
dc.description.resumo | Superligas de níquel fundidas por centrifugação possuem aplicação em serviços de
alta temperatura, em atmosferas altamente carburizantes, como em fornos de pirólise
de hidrocarbonetos. Essa demanda por materiais resistentes à carburização destaca
a importância de investigações inovadoras e aprofundadas nesta área, visando
alternativas de igual ou melhor desempenho por meio de processos de fabricação
economicamente mais atrativos. O objetivo principal desta pesquisa foi o
desenvolvimento de uma superliga de níquel sinterizada a partir de pós elementares
e a avaliação de recobrimentos de óxidos cerâmicos produzidos pela rota sol-gel e
aplicados por spin-coating estático como barreira ao processo de carburização. A
metodologia adotada envolveu a determinação de parâmetros de fabricação da
superliga de níquel HP X por metalurgia do pó convencional, avaliando sua porosidade
e dureza de acordo com a pressão de compactação, além da aplicação e avaliação
de filmes de Al2O3, Nb2O5, SnO2, e ZnO antes e após ensaios de carburização. Para
tanto, foram empregadas técnicas de MO, MEV/EDS, DRX, FRX/EDX, ensaios de
dureza e microdureza, além de análises de regressão e análises de variância para
avaliação estatística dos dados obtidos. Os resultados demonstraram que 800 MPa
de pressão de compactação resultam em propriedades satisfatórias do sinterizado,
bem como foi comprovado estatisticamente que a porosidade diminui com o aumento
da pressão de compactação, entre 200 e 1200 MPa. Após comparados os
desempenhos contra a carburização dos óxidos cerâmicos estudados, destaca-se que
o Nb2O5 obteve o melhor desempenho contra carburização. Estatisticamente as
amostras recobertas com Nb2O5 apresentam perfil de microdureza semelhante ao de
amostras não carburizadas, indicando que no teste em questão apenas esse
recobrimento pode ser considerado estatisticamente efetivo como barreira ao
fenômeno de carburização. As conclusões alcançadas não apenas validam as
hipóteses iniciais, mas também abrem novas perspectivas para futuras investigações.
Este trabalho oferece uma base sólida para avanços significativos na compreensão
da obtenção de superligas de níquel por metalurgia do pó convencional, bem como
sua proteção ao fenômeno de carburização por meio de recobrimentos de óxidos
cerâmicos. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Cava, Sergio da Silva | |
dc.subject.cnpq1 | ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | pt_BR |