Estudo da difusão entre a fase intermetálica Υ-TiAl e Fe / Aço - Silva, Paulo Ricardo Soares Azevedo e (2015)
Compostos intermetálicos baseados em Aluminetos de Titânio são considerados promissores para aplicações estruturais em altas temperaturas. Eles apresentaram, principalmente, baixa massa específica (3,2 - 4,2 g/cm3), alto ponto de fusão (1400 - 1500 °C) e alta resistência mecânica entre 600 e 950 °C. O estudo de difusão entre ?-TiAl e materiais ricos em ferro é importante para observar fenômenos e obter dados relevantes a junção desses materiais com o Aço - a liga metálica mais versátil conhecida. Componentes como turbocompressores automotivos serão beneficiados com o desenvolvimento e a aplicação das ligas TiAl, sendo um aspecto importante a junção do rotor de TiAl com o eixo de aço do componente. O presente trabalho foi executado em três etapas: obtenção do intermetálico monofásico ?-TiAl; estudo de pares de difusão ?-TiAl/Fe; e estudo de pares de difusão ?-TiAl/Aço. Ligas com composições Ti50Al50 e Ti47Al53 foram confeccionadas e caracterizadas por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e microanálise EDS, difratometria de raios-X e ensaios de dureza. As fases ?-TiAl e ?2-Ti3Al foram observadas em diversas microestruturas de acordo com a composição química e tratamento térmico da amostra. Os parâmetros de rede e as frações volumétricas das fases ?-TiAl e ?2-Ti3Al foram determinados por difração de raios-X através do refinamento pelo método de Rietvelt. A dureza média encontrada nas amostras TiAl foi de 272 a 340 HV500. A liga Ti47Al53 tratada termicamente a 1200 °C por 7 dias apresentou-se monofásica ?-TiAl e foi a escolhida para os estudos de pares de difusão. Caracterização microestrutural por MO e MEV/EDS, ensaio de dilatometria, ensaios de dureza e análise química foram executados no Aço retirado de um eixo do turbocompressor automotivo. Os pares de difusão ?-TiAl/Fe e ?-TiAl/Aço foram confeccionados e tratados a 800, 1000 e 1200 °C por 24 horas e caracterizados microestruturalmente com auxílio de um MEV/EDS. Nos pares confeccionados com Ferro, menores temperaturas de tratamento térmicos possibilitaram maiores regiões de ligação dos materiais e observou-se menores quantidades de trincas, provavelmente relacionado a menores tensões internas no resfriamento. Já nos pares confeccionados com Aço, observou-se a formação de carbonetos ricos em Titânio que atuaram como barreira de difusão, reduzindo consideravelmente as regiões de ligação em comparado com os pares confeccionados com Ferro. Em todos os pares de difusão, diversas regiões reacionais na interface de difusão foram observadas e através de dados da literatura, sugeriu-se as prováveis fases presentes em cada região.