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Superliga de níquel sinterizada a partir de pós elementares com recobrimentos cerâmicos contra a carburização
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 |
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