Efeito da nitretação a laser na resistência à fadiga de alto ciclo do titânio grau 2

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Santos, Gabriela de Souza dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Fadiga; Fatigue; Laser; Nitretação; Nitriding; Titânio; Titanium
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97134/tde-14062022-110342/

Devido a sua alta resistência específica, boa resistência à corrosão e estabilidade metalúrgica, o titânio e suas ligas são materiais atrativos para inúmeras aplicações de alto desempenho. Em especial, o titânio comercialmente puro (Grau 2) desempenha um papel importante nas indústrias automobilística e aeroespacial. Porém, devido à baixa resistência ao desgaste, apresenta algumas limitações em aplicações estruturais. Soluções e melhorias podem ser realizadas por meio de tratamentos termoquímicos, pois estes são capazes de adequar as propriedades tribológicas e o desempenho mecânico do titânio. O presente trabalho tem como objetivo investigar o efeito da nitretação a laser em corpos de prova lisos e entalhados. Foram analisados dois tipos de entalhes, submetidos a ensaios de fadiga de alto ciclo, através da construção das curvas S x N. A primeira etapa baseou-se em definir os melhores parâmetros para o tratamento de nitretação a laser do titânio grau 2. Os resultados mostraram que, quanto maior a potência do laser, a camada é mais uniforme. No entanto, maior a rugosidade presente na superfície, o que para o fenômeno da fadiga é prejudicial. A segunda etapa do projeto envolveu a nitretação dos corpos de prova destinados aos ensaios de fadiga e a comparação das amostras nas condições nitretadas e não-nitretadas, com e sem entalhes. Com relação aos ensaios de fadiga para as amostras sem tratamento, com e sem os entalhes, a presença da descontinuidade reduziu a vida em fadiga em ambas as condições. A nitretação reduziu a vida em fadiga para todas as condições. A análise de sensibilidade ao entalhe evidenciou que, para as amostras nitretadas, a presença do entalhe não influenciou a vida em fadiga. As análises fractográficas indicaram que as trincas foram nucleadas na superfície, principalmente nas trilhas induzidas pelo laser. O mecanismo de fratura final das amostras lisas e entalhadas foi descrito pela formação e coalescência de microcavidades.