ESTUDO DAS LIGAS Ti-18Si-6B E Ti-7,5Si-22,5B CONFECCIONADAS POR MOAGEM DE ALTA ENERGIA E PRENSAGEM A QUENTE
STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF Ti-18Si-6B AND Ti-7.5Si-22.5B ALLOYS PROCESSED BY HIGH-ENERGY BALL MILLING AND HOT PRESSING
Fernandes, Bruno Bacci; Ramos, Alfeu Saraiva; Moura Neto, Carlos de ; Melo, Francisco Cristovão L. de; Fernandes, Paulino Bacci
http://dx.doi.org/10.4322/tmm.00402011
Tecnol. Metal. Mater., vol.4, n2, p.56-62, 2007
Resumo
Este trabalho apresenta a preparação de ligas Ti-18Si-6B e Ti-7,5Si-22,5B (%-at.) por moagem de alta energia e subseqüente prensagem a quente, a partir de pós de alta pureza. A moagem foi realizada em um moinho Fritsch P-5 sob atmosfera de argônio, velocidade de 200 rpm, e com vasos/esferas de aço inoxidável. Os pós moídos sofreram pré-compactação por prensagem uniaxial, e em seguida prensagem uniaxial a quente sob vácuo para a obtenção de compactados. As transformações de fases ocorridas durante a moagem e após consolidação foram avaliadas com o auxílio de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), e espectrometria por energia dispersiva (EDS). A DRX apresenta o desaparecimento de picos de silício nos difratogramas dos pós moídos, o que indica uma dissolução de átomos de silício e de boro na estrutura do titânio. Além disso, a existência de halos sugere a possibilidade de formação de estruturas amorfas nestes pós. Após prensagem a quente, as fases Ti+Ti6Si2B+Ti5Si3 e Ti+Ti6Si2B+TiB são identificadas nas ligas Ti-18Si-6B e Ti-7,5Si-22,5B (%-at.), respectivamente. Análises por EDS indicam teores de ferro inferiores a 6%-p.
Palavras-chave
Moagem de alta energia, Ligas, Titânio
Abstract
This work presents the preparation of Ti-18Si-6B and Ti-7.5Si-22.5B (at.-%) alloys by high-energy ball milling and subsequent hot pressing from high-purity powders. The milling was carried out in a Fritsch P-5 mill under argon atmosphere, rotary speed of 200 rpm, stainless steel vials/balls, and with a ball-to-powder weight ratio of 10:1. The milled powders were precompacted by uniaxial pressing, and subsequently consolidated by vacuum hot pressing in order to obtain bulks. The phase transformations during ball milling and after consolidation by hot pressing by means of X-rays diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive spectrometry (EDS) were evaluated. XRD experiments indicate that the silicon peaks disappear in the milled powders due to the silicon atoms dissolution into the titanium lattice. In addition, it is noted a halo formation during milling of the both powder mixtures. After hot pressing, peaks of Ti+Ti6Si2B+Ti5Si3 and Ti+Ti6Si2B+TiB are identified in Ti-18Si-6B and Ti-7.5Si-22.5B (at.-%) alloys, respectively. Iron contamination lower than 6 wt.-% was measured by EDS analysis.
Keywords
High-energy ball milling, Alloys, Titanium
Referências
1 RAMOS, A. S. Determinação da seção isotérmica a 1250 °C e da projeção liquidus do sistema Ti-Si-B na região delimitada por 100%Ti-80%Si-80%B. 2001. 124p. [Tese de Doutorado – Engenharia de Materiais] Lorena: Faculdade de Engenharia Química de Lorena, 2001.
2 LI, W.; YANG, H.; SHAN, A.; ZHANG, L.; JIANSHENG, W. Microstructure and properties of directionally solidified NbSi2/Nb5Si3 composites. Pricm 5: The Fifth Pacific Rim International Conference On Advanced Materials And Processing, Parts 1-5. Materials Science Forum, v. 475-9, p. 733-6, 2005.
3 ZHU, J.; WATAZU, A.; SHI, W.; KATO, K.; SONODA, T.; YAMADA, T.; ASAHINA, T. Microstructure and mechanical properties of a rolled Ti-Si-B alloy. Materials Transactions, v. 44, n. 6, p. 1128-32. Jun. 2003.
4 KATRYCH, S.; GRYTSIV, A.; BONDAR, A.; ROGL, P.; VELIKANOVA, T.; BOHN, M. Structural materials: metalsilicon- boron. The Nb-rich corner of the Nb-Si-B system. Journal of Solid State Chemistry, v. 177, n. 2, p. 493-7, Feb. 2004.
5 JHA, A.K.; DIWAKAR, V.; PANT, B.; SREEKUMAR, K. Failure analysis of a Ti-6Al-4V gas bottle. Engineering Failure Analysis, v. 13, p. 843-56, July 2006.
6 VALIEV, R. Nanostructuring of metals by severe plastic deformation for advanced properties. Nature Materials, v. 3, p. 511-6, Aug. 2004.
7 VALIEV, R. Nanomaterial advantage. Nature, v. 419, p. 887-8, Oct. 2002.
8 SURYANARAYANA, C. Mechanical alloying and milling. Progress in Materials Science, v. 46, p. 1-184, Jan. 2001.
9 SILVA, G. Estudo sobre a preparação do composto Ti6Si2B e de ligas Ti+Ti6Si2B por técnicas de fusão a arco e moagem de alta energia. 2006. 192p. [Tese de doutorado – Engenharia Biomédica]. São José dos Campos: Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento, Universidade do Vale do Paraíba, 2006.
10 FERNANDES, B. B. Preparação de ligas trifásicas Tiss+Ti5Si3+Ti6Si2B e Tiss+TiB+Ti6Si2B por moagem de alta energia. 2006. 106p. [Dissertação de mestrado – Engenharia Biomédica]. São José dos Campos: Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento, Universidade do Vale do Paraíba, 2006.
11 VILLARS, P.; CALVERT, L. D. Pearson´s Handbook of crystallographic data for intermetallic phases. 2. ed. Materials Park: ASM International, 1991.
12 RAMOS, A.S.; NUNES, C.A.; RODRIGUES, G.; SUZUKI, P.A.; COELHO, G.C.; GRYTSIV, A.; ROGL, P. Ti6Si2B, a new ternary phase in the Ti–Si–B system. Intermetallics, v. 12, n. 5, p. 487-91, May 2004.
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