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”

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: RESENDE, Raphael Ulisses Costa de
• Orientador(a): RODRIGUES, Geovani
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Materiais para Engenharia
• Departamento: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: MAR-M246; HAPC; Co-deposição; Revestimento; Oxidação
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3293

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.