Title

AVALIAÇÃO DE MICRODUREZA DE LIGAS Hf–Si–B

MICRO HARDNESS EVALUATION OF THE Hf–Si–B ALLOYS

Authorship

Gigolotti, João Carlos Jânio; Costa, Eliane Fernandes Brasil; Nunes, Carlos Angelo; Rocha, Elisa Gombio; Coelho, Gilberto Carvalho

Gigolotti, João Carlos Jânio

I am this author

Costa, Eliane Fernandes Brasil

I am this author

Nunes, Carlos Angelo

I am this author

Rocha, Elisa Gombio

I am this author

Coelho, Gilberto Carvalho

I am this author

DOI

10.5151/1516-392X-27943

Downloads

Abstract

O avanço tecnológico tem gerado demanda crescente por materiais que possam ser utilizados em alta temperatura e ambientes oxidantes, o que inclui ligas intermetálicas MR–Si–B (MR = metal refratário) com estruturas multifásicas. Assim, este trabalho teve por objetivo estudar a microdureza de ligas do sistema Hf–Si–B na seção isotérmica a 1600ºC, na região rica em Hf. Ligas Hf–Si–B foram fundidas com lâminas de Hf (min. 99,8%), Si (min. 99,998%) e B (min. 99,5%), em forno a arco e tratadas termicamente a 1600 ºC em atmosfera de argônio. As relações de fases nessas ligas foram identificadas por difração de raios-X e por contraste, em imagens obtidas via microscopia eletrônica de varredura no modo elétrons retroespalhados. As ligas tiveram sua dureza medida pelo método Vickers (microdureza) com cargas de 0,05 kgf e 0,2 kgf e tempo de aplicação de 20 s. Os resultados, obtidos da média aritmética das medições realizadas nas regiões heterogêneas de cada liga, mostraram uma dureza média de 11,08 GPa, com pequeno coeficiente de variação de 3,8%. Os boretos HfB2 (19,34 GPa) e HfB (11,76 GPa) apresentaram dureza mais elevada que os silicetos Hf2Si (8,57 GPa), Hf5Si3 (9,63 GPa), Hf3Si2 (11,66 GPa), Hf5Si4 (10,00 GPa), HfSi (10,02 GPa) e HfSi2 (8,61 GPa).

The technological advance has generated increasing demand for materials that can be used under high temperature, what includes intermetallic MR–Si–B (MR = refractory metal) alloys with multiphase structures, that can also be applied in oxide environments. Thus, this work had for objective the micro hardness study of the Hf–Si–B system alloys, heat treated at 1600ºC, in the Hf rich region. Hf–Si–B alloys had been produced with blades of Hf (min. 99.8%), Si (min. 99.998%) and B (min. 99.5%), in the voltaic arc furnace and heat treated at 1600 ºC under argon atmosphere. The relationship of the phases had been previously identified by X-ray diffraction and contrast in backscattered electron imaging mode. The alloys had their hardness analyzed by method Vickers (micro hardness) with load of 0.05 kgf and 0.2 kgf and application time of 20 s. The results, obtained from the arithmetic mean of measurements for each alloy on the heterogeneous region, showed a mean hardness of 11.08 GPA, with small coefficient of variation of 3.8%. The borides HfB2 (19.34 GPa) e HfB – 11.76 GPa, showed the hardness higher than the silicides Hf2Si (8.57 GPa), Hf5Si3 (9.63 GPa), Hf3Si2 (11.66 GPa), Hf5Si4 (10.00 GPa), HfSi (10.02 GPa) e HfSi2 (8.61 GPa).

Keywords

Microdureza, Ligas Hf–Si–B, Silicetos, Boretos

Micro Hardness, Hf–Si–B Alloys, Silicides, Borides