Title

ESTUDO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO EM TEMPERATURAS ELEVADAS DE LIGAS Fe-Cr COM ADIÇÕES DE Al E Y

STUDY OF THE MECHANICAL BEHAVIOR AT HIGH TEMPERATURES OF THE Fe-Cr ALLOYS WITH Al AND Y ADDITION

Authorship

Pillis, Marina Fuser; Ramanathan, Lalgudi Venkataraman; Couto, Antonio Augusto; Andrade, Arnaldo Homobono Paes de; Castagnet, Mariano; Reis, Danieli Aparecida Pereira

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Ramanathan, Lalgudi Venkataraman

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Couto, Antonio Augusto

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Andrade, Arnaldo Homobono Paes de

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Castagnet, Mariano

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Reis, Danieli Aparecida Pereira

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DOI

10.5151/2594-5327-0014

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Abstract

Além de boa condutividade térmica e resistência à corrosão, o material utilizado nos interconectores em células a combustível de óxido sólido (SOFC) deve ter propriedades mecânicas adequadas, tanto à temperatura ambiente quanto em temperaturas elevadas. Em função disto, o objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento mecânico à temperatura ambiente e em temperaturas elevadas de ligas Fe20Cr sem e com adição de Y e/ou alumínio. As ligas FeCr, FeCrY, FeCrAl e FeCrAlY, foram obtidas por meio de fusão a vácuo em forno elétrico à indução. Os lingotes foram forjados e laminados e então foram preparados corpos-de-prova para ensaios de tração realizados à temperatura ambiente, a 800 e a 900°C. Foi utilizada a microscopia eletrônica de varredura para caracterização microestrutural e para a observação das superfícies de fratura. Todas as ligas apresentaram um alto nível de inclusões. O melhor desempenho em relação ao comportamento mecânico em todas as temperaturas investigadas foi o da liga FeCrAlY. Todas as ligas em todas as temperaturas investigadas apresentaram fratura dúctil, com mecanismo predominante de fratura por microcavidades.

Material used in the interconnectors for the solid oxide fuel cells (SOFC), beyond good thermal conductivity and corrosion resistance, must present adequate mechanical properties, at room temperature as well at high temperatures. Knowing that, the goal of this study was to evaluate the mechanical behavior at room temperature and at high temperatures of Fe20Cr alloy without and with addition of Y and/or Al. The FeCr, FeCrY, FeCrAl and FeCrAlY alloys, had been obtained by vacuum melting in induction electric furnace. The ingots had been forged and rolled and specimens had been machined for tensile tests at room temperature, 800 and 900 °C. Scanning electron microscopy was used for microstructural characterization and fracture surfaces observation. All the alloys had also showed a high level of inclusions. The best mechanical performance in all the tested temperatures was of the FeCrAlY alloy. All the alloys in the investigated temperatures had presented ductile rupture, with coalescence of microcavities (dimples) as the predominant fracture mechanism.

Keywords

Ligas Fe-Cr; Comportamento mecânico; Temperaturas elevadas.

Fe-Cr alloys; Mechanical behavior; High temperatures.