Title

INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE OXIDAÇÃO TÉRMICA NO COMPORTAMENTO À FADIGA DA LIGA TI-6AL-4V

INFLUENCE OF THERMAL OXIDATION PARAMETERS ON FATIGUE BEHAVIOUR OF TI-6AL-4V ALLOY

Authorship

Lima, Gustavo Dória; Junior, Isau de Souza Alves; Nascimento, Brenno Lima; Filho, Marcos Menino de Macedo; Trindade, Matheus Porto; Griza, Sandro

Lima, Gustavo Dória

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Junior, Isau de Souza Alves

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Nascimento, Brenno Lima

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Filho, Marcos Menino de Macedo

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Trindade, Matheus Porto

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Griza, Sandro

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DOI

10.5151/2594-5327-33384

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Abstract

O tratamento de oxidação térmica da liga Ti-6Al-4V foi realizado ao ar a 600 °C durante 2h, 5h e 10 h. O comportamento à fadiga foi analisado e comparado com aquele da liga não tratada. Foi feita caracterização através de análise por microscopia ótica e eletrônica, difração de raios-x e medição da rugosidade. Os resultados do DRX demonstraram crescimento dos picos de rutilo. Verificou-se um aumento na espessura média da camada formada de 0,12 μm para 1,09 μm ao elevar a duração do tratamento de 2 para 10 h. Os resultados apontaram redução de resistência a fadiga de 35 % para amostras oxidadas durante 2 h, 27 % para amostras oxidadas por 5 h e 29 % para as amostras tratadas durante 10 h, em relação ao ensaio com corpos de prova não submetidos ao tratamento. O efeito prejudicial causado pela camada formada após oxidação de 2 h foi tão danoso quanto o causado pela camada formada após 10 h, apesar da diferença entre as espessuras das camadas. A morfologia encontrada nas amostras fraturadas indicou fragilização na superfície das amostras oxidadas, contribuindo para a nucleação de trincas iniciais nos primeiros ciclos de fadiga na camada que favoreceram a propagação de fadiga, independendo da espessura de camada.

The thermal oxidation treatment of the Ti-6Al-4V alloy was realized in the air at 600 ° C for 2h, 5h and 10h. The fatigue behavior was analyzed and compared to that of the untreated alloy. Characterization was made through optical and electron microscopy analysis, x-ray diffraction and roughness measurement. The XRD results showed growth of rutile peaks. There was an increase in the average thickness of the formed layer from 0.12 μm to 1.09 μm by increasing the treatment duration from 2 to 10 h. The results indicated reduction of fatigue strength of 35% for oxidized samples for 2 h, 27% for oxidized samples for 5 h and 29% for samples treated for 10 h, in relation to the test with untreated specimens. The detrimental effect caused by the layer formed after oxidation of 2 h was as damaging as that caused by the layer formed after 10 h despite the difference between the thicknesses of the layers. The morphology found in the fractured samples indicated surface embrittlement of the oxidized samples, contributing to the nucleation of initial cracks in the first cycles of fatigue in the layer that favored the propagation of fatigue, independent of the layer thickness.

Keywords

Titânio; Ti-6Al-4V; Fadiga; Oxidação Térmica.

Titanium; Ti-6Al-4V; Fatigue; Thermal Oxidation.