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Título: Obtenção e caracterização de revestimento de liga de alumínio quasicristalina aproximante por aspersão térmica por chama
Título(s) alternativo(s): Obtainment and characterization of aluminum alloy quasicrystalline verging coating by flame spray
Autor(es): Silva, Tiago Machado e
Orientador(es): Medeiros, Bruno Bellini
Palavras-chave: Aspersão térmica
Ligas de alumínio - Tratamento térmico
Ligas (Metalurgia)
Metal spraying
Aluminum alloys - Heat treatment
Alloys
Data do documento: 2-Dez-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: SILVA, Tiago Machado e. Obtenção e caracterização de revestimento de liga de alumínio quasicristalina aproximante por aspersão térmica por chama. 2016. 73 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2016.
Resumo: Os revestimentos para barreira térmica (TBC) são revestimentos que buscam alterar as propriedades de superfície de componentes através do uso de materiais que possuem baixa condutividade térmica, ponto de fusão elevado e boas propriedades mecânicas em elevadas temperaturas. Assim sendo, buscando melhorar a eficiência e reduzir custos de manutenção, esses revestimentos são aplicados principalmente em turbinas a gás e motores a diesel. Os quasicristais, devido as suas propriedades de baixa condutividade térmica e um coeficiente de expansão térmica próximo dos substratos metálicos mais comuns, são bons candidatos a substituir as usuais cerâmicas, que frequentemente apresentam falhas prematuras no revestimento devido às diferenças no coeficiente de expansão térmica entre o revestimento e os substratos metálicos. Dessa forma, este trabalho apresenta a análise de revestimentos obtidos através do método de aspersão térmica a chama a pó de pós atomizados da liga Al71Co13Fe8Cr8, uma aproximante quasicristalina, com as propriedades físicas e de transporte da fase quasicristalina, sobre substratos de aço 1020 e da liga de alumínio 4032. Além disso, também foi estudada a aplicação de uma camada de ligação da liga UltraBond 25000 para estudar a melhora na aderência. Na análise da microestrutura a camada de revestimento apresentou algumas porosidades e concentração de óxidos. Nos DRX foram encontradas as fases esperadas Al5Co2 e Al13Co4, além das fases Al3,21Si0,47, níquel-cfc e alumínio-cfc. Com exceção da amostra com substrato da liga de alumínio 4032 sem camada de ligação da liga UltraBond 25000, as demais apresentaram aderência ideal no ensaio de dobramento. Em relação à microdureza Vickers o revestimento apresentou valores elevados, inclusive superiores à literatura. No ensaio de adesão por tração ficou confirmada a melhora na aderência com o uso da camada de ligação da liga UltraBond 25000. A capacidade de isolamento térmico relativa do revestimento foi confirmada através de ensaios térmicos.
Abstract: The thermal barrier coatings (TBC) are coatings that seek to change the surface properties of components through the use of materials which have low thermal conductivity, high melting point and good mechanical properties at high temperatures. Therefore, looking for improve efficiency and reduce maintenance costs, these coatings are applied mainly in gas turbines and diesel engines. The quasicrystals, duo to their properties of low thermal conductivity and a thermal expansion coefficient that is close to the most common metals substrates, are good candidates to replace the usual ceramics that often fail prematurely in the coating due to differences in thermal expansion coefficient between the coating and the metal substrate. Thus, this term paper shows the analysis of the coatings obtained by thermal spraying method of atomized powders Al71Co13Fe8Cr8 alloy, a quasicrystalline verging, with the physical and transport properties presented by the quasicrystalline phase, on substrates of a steel 1020 alloy and an aluminum 4032 alloy. Moreover, it was also studied the application of an UltraBond 25000 alloy’s bond coat to study an improvement in adhesion. In the analysis of the microstructure the coating showed some porosity and concentration of oxides. In the XRD the expected phases Al5Co2 and Al13Co4 were found, besides the Al3,21Si0,47, nickel-fcc and aluminum-fcc phases. With the exception of the sample with substrate of the aluminum 4032 alloy without UltraBond 25000 alloy’s bond coat, the others samples presented ideal adherence in the test of folding. Regarding the Vickers microhardness, the coating presented the highest values expected, even higher than the literature. In the tensile adhesion test it was verified the improvement in adhesion with the use of the UltraBond 25000 alloy’s bond coat. The relative thermal insulation capacity of the coating was confirmed by thermal tests.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7358
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