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dc.contributor.authorSilva, Diego David da
dc.date.accessioned2018-09-21T22:58:34Z
dc.date.available2018-09-21T22:58:34Z
dc.date.issued2018-07-20
dc.identifier.citationSILVA, Diego David da. Avaliação morfológica, microestrutural e eletroquímica da liga Ti-6Al-4V soldada por fricção linear. 2018. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10487.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10487
dc.description.abstractMORPHOLOGICAL, MICROSTRUCTURAL, AND ELECTROCHEMICAL EVALUATION OF THE Ti-6Al-4V ALLOY WELDED BY FRICTION STIR WELDING - Reprocessing is an important step in the nuclear fuel cycle and basically consists of dissolving the fuel (UO2) in a boiling medium (6.0 or 11.5 mol L‒1 HNO3). In order to do so, the choice of appropriate materials for the construction of the reprocessing infrastructure is required. From the economic point of view, stainless steel would be the best option; however, it does not exhibit good corrosion resistance against the oxidant medium mentioned above. Therefore, other materials must be employed to mitigate corrosion problems. In this sense, valve metals and their alloys (Ti, V, Nb, Zr, etc.) are a good alternative due to the spontaneous formation of a stable oxide film on the metal surface. Thus, one way to fulfill these requirements might be the union of those two materials through welding. In the present work, a plate of a Ti alloy (Ti-6Al-4V) was welded to a 304 L stainless steel plate using the friction stir welding process. So, the aim of this work was to particularly study the welded region of the Ti alloy, which will be held in contact with the oxidizing solution of HNO3. Thus, morphological (metallography, scanning electron microscopy coupled to elemental analysis), microstructural (X ray diffraction - XRD), mechanical (Vickers microhardness), electrochemical (open circuit potential, electrochemical impedance spectroscopy - EIS - linear and cyclic voltage scans), and mass loss assays (immersion in boiling HNO3 11.5 mol L–1) were investigated along the weld. The results indicated a microstructural (increase of the β phase confirmed by XRD) and morphological (modification of size and shape of grains detected by metallography) change in the mixing zone (MZ) of the welded joint. Vickers microhardness tests showed an increase in hardness of the welded region due to grain refinement and plastic deformation caused by the welding process. Linear and cyclic scanning electrochemical assays (6.0 and 11.5 mol L–1 HNO3) indicated a higher corrosion susceptibility of MZ, which was confirmed by: i) a narrow potential window of the passivation region and ii) high anodic values of the reconstruction charge, caused by contamination of the Ti alloy by Fe and Cr from the stainless steel. EIS tests also confirmed that MZ is more susceptible to corrosion attack since this region showed lower values of charge transfer resistance than the base metal. The appearance of an inductive looping in the complex plane can be associated to the formation and dissolution of the passive film of Ti oxide, as well as adsorption of species from the electrolyte. Finally, mass loss assays also confirmed the higher corrosion susceptibility of the MZ region, mainly due to Fe and Cr contamination.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectCorrosãopor
dc.subjectTi-6Al-4Vpor
dc.subjectFricção linearpor
dc.subjectAvaliação morfológicapor
dc.subjectCorrosioneng
dc.subjectTi-6Al-4Veng
dc.subjectFriction stir weldingeng
dc.subjectMorphological evaluationeng
dc.titleAvaliação morfológica, microestrutural e eletroquímica da liga Ti-6Al-4V soldada por fricção linearpor
dc.title.alternativeMorphological, microstructural, and electrochemical evaluation of the Ti-6al-4v alloy welded by friction stir weldingeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Aquino, José Mario de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8847710280926769por
dc.contributor.advisor-co1Della Rovere, Carlos Alberto
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8141224513975606por
dc.description.resumoAVALIAÇÃO MORFOLÓGICA, MICROESTRUTURAL E ELETROQUÍMICA DA LIGA Ti-6Al-4V SOLDADA POR FRICÇÃO LINEAR ‒ O reprocessamento é uma etapa importante para o fechamento do ciclo do combustível nuclear e consiste basicamente na dissolução do combustível (UO2) em um meio fortemente oxidante em ebulição (HNO3 6,0 ou 11,5 mol L–1). Para tanto, faz-se necessário a escolha adequada de materiais para a construção da infraestrutura de reprocessamento. Do ponto de vista econômico, o aço inoxidável seria o mais atrativo; contudo este não apresenta uma boa resistência à corrosão frente ao meio oxidante citado anteriormente. Deste modo, outros materiais devem ser empregados para atenuar os problemas frente à corrosão. Os metais válvula e suas ligas (Ti, V, Nb, Zr, etc) são uma boa alternativa devido à formação espontânea de um filme de óxido estável sobre a superfície do metal. Assim, uma forma de aliar as duas características mencionadas seria a união daqueles dois materiais. No presente trabalho, uma chapa da liga de Ti (Ti-6Al-4V) foi unida ao aço inoxidável 304 L pelo método de soldagem por fricção linear (“Friction Stir Welding”). Particularmente, o enfoque deste trabalho foi o de estudar a região soldada da liga de Ti, que ficará em contato com a solução oxidante de HNO3. Desse modo, investigou-se a evolução morfológica (metalografia, microscopia eletrônica de varredura com análise elementar), microestrutural (difração de raios X - DRX), mecânica (microdureza Vickers), eletroquímica (potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica - EIE -, varredura linear de potenciais e voltametria cíclica), além de testes de perda de massa (imersão em HNO3 11,5 mol L–1 em ebulição) ao longo da junta soldada. Os resultados indicaram uma mudança microestrutural (surgimento da fase β confirmada por DRX) e morfológica (mudança do tamanho e formato dos grãos detectada por metalografia) na ZM da região soldada. O teste de microdureza Vickers indicou um aumento de dureza da região soldada em consequência do refinamento dos grãos e deformação plástica ocasionados pelo processo de soldagem. Os testes eletroquímicos de varredura linear e cíclica (HNO3 6,0 e 11,5 mol L–1) indicaram maior susceptibilidade à corrosão da ZM, o que pôde ser comprovado por: i) uma menor janela de potencial da região de passivação e ii) maiores valores de carga anódica de repassivação, ocasionados pela contaminação da liga de Ti por Fe e Cr advindos do aço inoxidável 304 L. Ensaios de EIE também confirmaram que a ZM é mais susceptível à corrosão já que esta região apresentou menores valores de resistência à transferência de carga em relação ao metal de base. A formação de um "looping" no plano complexo pode estar associado a formação e dissolução do filme passivo do óxido de Ti, bem como adsorção de espécies do eletrólito. Por fim, os testes de perda de massa também confirmaram a maior tendência à corrosão da ZM, principalmente devido à contaminação por Fe e Cr nesta região.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApor
dc.ufscar.embargoOnlinepor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/7054636311668099por


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