Dureza e módulo de elasticidade de ligas Ti-10MoXNb (0 x 30) obtidas por diferentes técnicas de caracterização mecânica

Abstract

O estudo de materiais e suas propriedades físicas e químicas é prática recorrente em meios industriais tanto quanto em laboratórios de pesquisa, visando maior conhecimento de propriedades daqueles já existentes ou até mesmo para novos desenvolvimentos, além da avaliação da influência de alterações na composição de ligas já conhecidas. Neste contexto, o presente trabalho propõe-se a analisar dados de diferentes ensaios de caracterização mecânica, propriedades dureza e módulo de elasticidade, em ligas de Ti-10Mo-XNb, investigando a influência da alteração do teor de nióbio nos parâmetros estudados e correlacionando os resultados obtidos. As técnicas utilizadas foram microdureza Vickers, método pulso-eco ultrassônico e nanoindentação instrumentada. A microdureza Vickers avalia a dureza do material em níveis macroscópico e microscópico, já a indentação instrumentada estabelece níveis em escala microscópica e nanométrica das propriedades mecânicas apreciadas. A nanoindentação instrumentada foi utilizada para mensuração do módulo de elasticidade das ligas Ti-10Mo-XNb, assim como o método pulso-eco ultrassônico, o qual utiliza de meios sonoros para propagação de ondas em frequências específicas. Por fim, foram realizadas análises estatísticas e avaliadas as divergências físicas dos resultados, que se deve em grande parte a fundamentação matemática para comparação das metodologias utilizadas, obtendo como resultado uma correlação geral dentre os métodos.

Abstract : The study of materials and their physical and chemical properties is a recurrent practice in industrial environments as well as in research laboratories, aiming at better knowledge of properties of existing ones or even for new developments, besides the evaluation of the influence of alterations in the composition of alloys already known. In this context, the present work proposes to analyze data of different tests of mechanical characterization, hardness and modulus of elasticity, in Ti-10Mo-XNb alloys, investigating the influence of the alteration of the niobium content in the studied parameters and correlating the obtained. The techniques used were Vickers microhardness, ultrasonic pulse-echo method and instrumented nanoindentation. Vickers microhardness evaluates the hardness of the material at macroscopic and microscopic levels, whereas the instrumented indentation establishes microscopic and nanometric scale levels of the appreciated mechanical properties. The instrumented indentation was used to measure the modulus of elasticity of the Ti-10Mo-XNb alloys, as well as the ultrasonic pulse-echo method, which uses sound means to propagate waves at specific frequencies. Finally, statistical analyses were carried out and the physical divergences of the results were evaluated, which is largely due to the mathematical basis for comparison of the methodologies used, resulting in a general correlation among the methods.