Comparação entre rotas de processamento para a produção de fitas de espessura micrométricas de ligas de titânio

dc.contributor.advisor1Spinelli, José
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8882038118634925
dc.contributor.authorReis, Carolina
dc.date.accessioned2025-08-19T17:40:04Z
dc.date.issued2025-07-10
dc.description.abstractThe industrial use of titanium and its alloys began approximately 75 years ago, initially driven by military and aeronautical applications. Today, these materials are widely employed in aerospace, medical, and sports sectors, owing to the ability to tailor mechanical properties through microstructural control, influenced by chemical composition and processing routes. For the production of pure titanium and titanium alloy foils with micrometer-scale thickness, three processes are commonly applied: rolling, rapid solidification via melt overflow, and tape casting. This work evaluated the main aspects of each route without identifying a clearly advantageous process. A literature review revealed overlapping geometric ranges among the methods, with thicknesses between 230 and 740 μm and the potential for producing foils with widths of several tens of centimeters and lengths on the order of meters. All routes were found capable of generating dense microstructures with grain sizes in the range of tens of micrometers. However, the lack of detailed analyses of microstructure and properties limited conclusions regarding the interchangeability of one process over another for producing micrometer-thick titanium foils. Despite the specific features of each processing route, all of them are applied to a common sector: aerospace. In this field, α, α+β, and Al-rich alloys predominate. Nevertheless, the β alloy Ti-15Mo-3Al-3Nb (wt.%) was identified as a promising alternative to the traditionally used Ti-6Al-4V (wt.%), as it exhibits comparable or superior mechanical properties. It was also observed that the choice of the most suitable process depends on economic factors such as labor, equipment, raw material costs, and production volume. However, establishing this relationship would require an economic batch size analysis, which lies beyond the scope of this work.eng
dc.description.resumoO uso do titânio e de suas ligas em escala industrial teve início há cerca de 75 anos, inicialmente voltado aos setores militar e aeronáutico. Atualmente, esses materiais são amplamente utilizados em áreas como a aeroespacial, médica e esportiva, devido à possibilidade de ajuste das propriedades mecânicas por meio do controle microestrutural, influenciado pela composição química e pelas rotas de processamento. Para a produção de fitas de titânio puro e de ligas com espessura micrométrica, três processos podem ser empregados: laminação, solidificação rápida por melt overflow e tape casting. Este trabalho avaliou os aspectos relacionados a cada rota, sem identificar um processo claramente vantajoso. Com base na revisão da literatura, foram identificadas faixas geométricas equivalentes entre os métodos, com espessuras variando entre 230 e 740 μm e potencial de produção de fitas com larguras de dezenas de centímetros e comprimentos na ordem de metros. Observou-se também que todas as rotas são capazes de gerar microestruturas densas com grãos na ordem de dezenas de micrômetros. Ainda assim, a falta de análises detalhadas de microestrutura e de propriedades limitou as conclusões sobre a intercambialidade de um processo pelo outro para fabricar fitas de titânio com espessura micrométrica. Apesar das particularidades de cada rota de processamento, verificou-se que todas são aplicadas a um setor em comum: o aeroespacial. Nessa área, predominam o estudo e o uso de ligas α, α+β ou com alto teor de alumínio. No entanto, foi identificada a liga β Ti-15Mo-3Al-3Nb (% peso) como uma alternativa promissora às ligas tradicionalmente utilizadas, como a Ti-6Al-4V (% peso), por apresentar propriedades mecânicas similares ou superiores. Ainda, pôde-se observar que a escolha do processo mais adequado também depende de fatores econômicos, como: custos de mão de obra, equipamentos e matéria-prima, além do volume de produção. Todavia, para determinar essa relação, seria necessária uma análise do Economic batch size, tema que foge do escopo deste trabalho.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationREIS, Carolina. Comparação entre rotas de processamento para a produção de fitas de espessura micrométricas de ligas de titânio. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22591.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22591
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia de Materiais - EMa
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectFitaspor
dc.subjectEspessura micrométricapor
dc.subjectLigas de titâniopor
dc.subjectLaminaçãopor
dc.subjectSolidificação rápidapor
dc.subjectTape castingeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA
dc.titleComparação entre rotas de processamento para a produção de fitas de espessura micrométricas de ligas de titâniopor
dc.title.alternativeComparison of processing routes for the production of micrometer-thick titanium alloy ribbonseng
dc.typeTCC

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