dc.contributor.author | Batalha, Weverson Capute | |
dc.date.accessioned | 2020-08-13T21:17:48Z | |
dc.date.available | 2020-08-13T21:17:48Z | |
dc.date.issued | 2020-08-10 | |
dc.identifier.citation | BATALHA, Weverson Capute. Caracterização microestrutural e mecânica da liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta produzida por fusão seletiva à laser. 2020. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13154. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13154 | |
dc.description.abstract | Selective Laser Melting (SLM) is an additive manufacturing technique that
consists of a layer-by-layer fusion of a powder bed by scanning a laser enabling
the production of full density parts accordingly to a 3D CAD model with complex
geometry. Biocompatible beta-TiNb alloys have been specially considered as
promising to replace the more conventional Ni-Ti and Ti-6Al-4V alloys to be used
in prostheses because their low Young’s modulus and their excellent
biocompatibility. In this study, the main objective is to investigate and compare
the microstructure and mechanical properties of a beta Ti-35Nb-7Zr-5Ta (TNZT)
alloy processed by SLM using three different scanning strategies: unidirectional
(Y); bi-directional, 79° rotating between layers (R79°); and checkboard (CHB).
We produced samples in a SLM Realizer 50 with a laser power of 129W,
scanning speed of 0,57 m/s, layer thickness of 40μm, in argon atmosphere, using
those three different strategies. We analyzed these samples in terms of density
and porosity using Archimedes’ principle and micro X-ray computerized
tomography. Moreover, we characterized the samples by X-ray diffraction, optical
microscopy, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray
spectroscopy, electron backscattered diffraction, and compression and
microhardness tests. All samples presented columnar dendritic and equiaxial
grains of beta Ti phase, preferably oriented in the building direction. The oxygen
percentage increased in relation to the starting powder, indicating oxygen
absorption during the process. The samples showed greater than 99.5% relative
density with pores of different shapes, sizes and distribution among the
strategies. The EBSD showed samples with different textures. The samples
showed high ductility under compression, without premature failure. The yield
limit ranged between σ = 436 and 466 MPa and elastic modulus between E = 47
and 50 GPa. The Vickers microhardness values kept constant along the building
direction (190 HV) for both samples. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Fusão seletiva à laser | por |
dc.subject | Ligas de Ti | por |
dc.subject | Estratégia de varredura | por |
dc.subject | Parâmetros de processo | por |
dc.subject | Selective laser melting | eng |
dc.subject | Beta Ti-alloys | eng |
dc.subject | Additive manufacturing | eng |
dc.subject | Scanning strategy | eng |
dc.subject | Process parameters | eng |
dc.title | Caracterização microestrutural e mecânica da liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta produzida por fusão seletiva à laser | por |
dc.title.alternative | Microstructural and mechanical characterization of a Ti-35Nb-7Zr-5Ta alloy processed by selective laser melting | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Kiminami, Claudio Shyinti | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5443002033733395 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Gargarella, Piter | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4641435644243916 | por |
dc.description.resumo | A Fusão Seletiva à Laser (FSL) é um processo de Manufatura Aditiva (MA)
que consiste na fabricação de uma peça camada por camada por ação seletiva
de um LASER. As ligas β-Ti, entre elas a Ti-35Nb-7Zr-5Ta (%p) possuem baixo
módulo de elasticidade e a excelente biocompatibilidade. O objetivo desde
trabalho foi investigar a microestrutura e propriedades mecânicas de amostras
da liga TZNT processadas por FSL. Foram fabricadas peças em formato
cilíndrico (5 mm x 10 mm) no equipamento Realizer SLM-50, utilizando os
parâmetros de potência do LASER de 129W, velocidade de varredura de 0,57
m/s, espessura da camada de 40 μm, em atmosfera de Ar. Foram utilizadas três
estratégias de varredura: unidirecional (Y); tabuleiro de xadrez (CHB); e
bidirecional, com rotação de 79° (R79). As densidade das amostras foi obtida via
Arquimedes e microtomografia computadorizada (μXCT). As fases foram
identificadas via difração de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de
transmissão (MET). A microestrutura foi analisada através da microscopia ótica
(MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de elétrons
retroespalhados (EBSD). Os resultados da análise química e EDS foram
coerentes com a composição química do pó. Os resultados de DRX apontaram
para a existência somente da fase β-Ti, que é CCC, nos três casos. O percentual
de oxigênio dobrou nas amostras em relação ao pó, indicando absorção de
oxigênio no processo. A densidade relativa foi superior a 99,5% em todos os
casos, com poros com distribuição mais homogênea em R79 e CHB e alinhados
na direção de varredura em Y. A microestrutura apresentada é colunar e os
resultados do EBSD apontaram uma variação na textura, que foi mais aleatória
no caso da amostra Y e com textura mais forte em <001> nas amostras R79 e
CHB. As amostras apresentaram alta ductilidade sob compressão. O limite de
escoamento variou entre σ = 436 e 466 MPa e módulo elástico entre E = 47 e 50
GPa. O ensaio de microdureza resultou foi de 190 HV para ambas estratégias. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO | por |
dc.description.sponsorshipId | CNPq: 139288/2018-0 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/3930761900295202 | por |