Title

ESTUDO DE MOAGEM E CONSOLIDAÇÃO DA LIGA 1 Ti-7,5Si-22,5B PROCESSADA EM MOINHO ATRITTOR

MILLING AND CONSOLIDATION STUDY OF THE Ti-7.5Si-22.5B ALLOY PROCESSED AT ATRITTOR

Authorship

Fernandes, Bruno Bacci; Neto, Carlos de Moura; Ramos, Alfeu Saraiva; Melo, Francisco Cristovão Lourenço de; Fernandes, Paulino Bacci

Fernandes, Bruno Bacci

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Neto, Carlos de Moura

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Ramos, Alfeu Saraiva

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Melo, Francisco Cristovão Lourenço de

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Fernandes, Paulino Bacci

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DOI

10.5151/2594-5327-0296

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Abstract

Um dos objetivos deste trabalho é caracterizar pós Ti-7,5Si-22,5B processados em moinho atrittor e comparar com resultados anteriores desta liga processada em moinho planetário. Também é estudada a consolidação destes pós por prensagem isostática a frio e posterior tratamento térmico. As matérias-primas utilizadas são de alta pureza e os experimentos de moagem (até aproximadamente 20 horas) foram realizados sob atmosfera de argônio analítico. A prensagem isostática a frio (300 MPa por 1 minuto) e os tratamentos térmicos (1100oC e 1200oC por 4 horas) foram realizados sob baixo vácuo, sendo que os tratamentos térmicos com 0,2 bar de argônio. As transformações de fases são avaliadas pelas técnicas de difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e calorimetria exploratória diferencial. É medida a recuperação de pós após o processo de moagem. O desaparecimento de picos de difração de silício e de boro, após 5 horas de moagem, indica que ocorre a dissolução de átomos de silício e de boro na estrutura cristalina do titânio. Uma contaminação com ferro inferior a 5%-p., nos pós Ti-Si-B, é medida em análises por EDS. Após as etapas de consolidação são obtidas estruturas de equilíbrio com as fases TiO2+Ti5Si3+TiB2.

One of the purposes of this study is to characterize Ti-7.5Si-22.5B (at.-%) powders processed at atrittor mill, and compare them with previous results of this composition processed at planetary ball-mill. Also it is studied the consolidation of these powders by cold isostatic pressing and further heat treatment. It was used high-purity raw materials and the milling experiments (until approximately 20 hours) were performed under argon atmosphere. Cold isostatic pressing (300 MPa for 1 minute) and heat treatments (1100oC and 1200oC for 4 hours) were performed under low vacuum with 0,2 bar of argon. Phase transformations are evaluated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and differential scanning calorimetry (DSC). The powder yield is measured after the milling process. XRD experiments present that the silicon and boron peaks disappear after 5 hours of milling, which indicate dissolution of such atoms into the titanium lattice. Iron contamination lower than 5 wt.-% was measured by EDS analysis. After consolidation stages equilibrium structures with the TiO2+Ti5Si3+TiB2 phases are obtained.

Keywords

Moinho atrittor; Ligas de titânio; Fase ternária.

Atrittor ball-milling; Titanium alloys; Ternary phase.