Título

ESTUDO DE LIGAS AMORFAS NO SISTEMA Zr-Ni-Cu1

STUDY OF AMORPHOUS ALLOYS IN THE Zr-Ni-Cu SYSTEM

Autoria

Neto, Nelson Delfino de Campos; Oliveira, Marcelo Falcão de; Déo, Leonardo Pratavieira

DOI

10.5151/2594-5327-17907

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Resumo

Busca de presença de fase amorfa em amostras a base de Zr-Ni-Cu utilizando-se fusão a arco elétrico, coquilhamento em molde de cobre e rápido resfriamento. Metodologia: Na câmara de fusão foram depositados os elementos da liga onde a pressão da atmosfera inerte de argônio era maior do que a atmosférica. As amostras foram fundidas a arco elétrico virando-se as mesmas várias vezes (mínimo 5), com o intuito de homogeneizar a liga; depois disso a liga fundida foi coquilhada por um sistema adequado de válvulas de modo que o molde metálico fosse preenchido por sucção a vácuo. Fez-se difratometria de raios-X das amostras assim preparadas e para aquelas que demonstraram indícios de fase amorfa foi feito embutimento seguido de análise por microscopia ótica, análise superficial por MEV e análise quantitativa de composição química por EDS local. Resultados: Para as composições: Zr51,5Ni31,5Cu17 e Zr54Ni23Cu23, os picos apresentados nos difratogramas de raios-X foram menos intensos e com uma abertura consideravelmente grande na base, apresentando indícios de alguma fração de fase amorfa. Na microscopia ótica, pôde-se notar uma fase não identificada e sem contraste por ataque químico nas regiões mais próximas à borda, o que possivelmente reforça o indício da presença de fase amorfa. A partir disso, concluiu- se que somente algumas composições químicas do sistema Zr-Ni-Cu permitem a obtenção de fase amorfa durante a solidificação em molde e mesmo nesses casos a taxa de resfriamento deve ser muito alta.

 

Search for amorphous phase in Zr-Ni-Cu samples using electric arc-melting and chill casting in a copper mold. Methodology: In the fusion chamber were deposited alloying elements where the pressure of argon atmosphere was higher than the ambient air. The samples were melted by electric arc turning them several times (minimum 5), in order to homogenize the alloy, after which the molten alloy was chilled by a suitable system of valves that made the metal mold to be filled by vacuum suction. X-ray diffraction was used to characterize the samples prepared in this way and for those showing evidence of amorphous phase, optical microscopy, surface analysis, by SEM, and quantitative analysis of chemical composition by EDS were performed. Results: For the compositions: Zr51,5Ni31,5Cu17 and Zr54Ni23Cu23, the peaks shown in the X-ray diffraction patterns were less intense and broad at the base, showing evidence of some fraction of amorphous phase. In light microscopy, it could be seen a phase not identified and without contrast by etching in the regions close to the edge, which possibly reinforce the evidence of an amorphous phase. It was concluded that only some chemical compositions of the system Zr-Ni-Cu allows the formation of some amorphous phase during solidification in mold casting at very high cooling rates.

Palavras-chave

Fusão à arco elétrico; Ligas amorfas; Coquilhamento.

Eletric arc melting; Amorphous alloys; Chill.