Estudo do comportamento em fluência da liga Ti-6Al-4V com barreira térmica de zircônia estabilizada com ítria e nióbia obtida via deposição por laser - Takahashi, Renata Jesuina [UNIFESP] (2022)
A liga Ti-6Al-4V tem sido utilizada na indústria aeroespacial em aplicações como em palhetas de turbinas em que requerem resistência mecânica em altas temperaturas, resistência à corrosão e baixa massa específica. Porém um fator limitante das ligas de titânio é sua oxidação devido a grande afinidade com o oxigênio em altas temperaturas. A aplicação de um revestimento de barreira térmica (Thermal Barrier Coating - TBC) na liga de titânio é uma alternativa para promover proteção térmica e proteção contra oxidação e corrosão. O sistema TBC é composto pelo substrato metálico, por uma camada metálica, uma camada de óxido termicamente crescida (TGO) e uma camada cerâmica. Este trabalho teve como objetivo o estudo do comportamento em fluência na liga Ti-6Al-4V com revestimento TBC composto por camada metálica (NiCrAlY), por camada de TGO obtida por tratamento térmico a vácuo a 1100 °C por 4 horas e por camada cerâmica de zircônia com 16,0% equimolar de ítria e nióbia obtidas por moagem em moinho de bolas planetário. A camada metálica e a cerâmica, pré-depositadas na forma de pó, foram irradiadas por laser de CO2, cuja avaliação dos parâmetros de potência e de velocidade de varredura do feixe foi composta pela análise de microscopia eletrônica de varredura, análise de difratometria de raios X e análise de perfilometria óptica. Após definição de parâmetros de irradiação por laser de CO2 foi realizado as deposições do TBC sobre corpos de provas de liga de titânio para ensaio térmico (termogravimetria) e ensaios de fluência, que ocorreram na modalidade de tensão constante a 125 MPa nas temperaturas de 500 °C e 700 °C e na temperatura de 600 °C com as tensões de 125, 250 e 319 MPa. Para a caracterização da liga após o ensaio de fluência foi realizado análise de dureza, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e análise fractográfica. Concluiu-se que o revestimento TBC melhorou a resistência a fluência a 600 °C e 250 MPa em, aproximadamente, 37% em relação a liga de titânio com a redução da taxa de fluência secundária. O valor do expoente de tensão obtido foi de 2,51 e da energia de ativação foi de 337,5 kJ/mol, indicando que o mecanismo de fluência dominante foi por escorregamento de discordâncias em seus planos preferenciais para os ensaios com recobrimento TBC.