Caracterização microestrutural e estudo da resistência à oxidação cíclica da liga Ti-6Al-4V
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Data
Autores
Orientador
Baldan, Renato 
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Itapeva - ICE - Engenharia de Produção
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
A liga Ti-6Al-4V apresenta elevada resistência à corrosão, baixo módulo de
elasticidade, boa deformabilidade, biocompatibilidade e baixa densidade. Entretanto,
a sua capacidade de ser aplicada no setor aeroespacial acompanha um desafio
incontestável: a sua afinidade com o oxigênio e a limitação de seu uso em altas
temperaturas. A exposição do material em elevadas temperaturas resulta na redução
de sua resistência mecânica e degradação por oxidação. Nesse contexto o presente
estudo teve como foco investigar a liga Ti-6Al-4V após ensaios de oxidação em
diferentes condições de tempo e temperatura. A metodologia baseou-se em três
etapas: i) amostras nas condições lixada e não lixada foram submetidas a ensaios de
oxidação em temperaturas de 650, 750 e 850°C por até 32 ciclos de 1 hora de
exposição na temperatura do ensaio e 10 minutos de resfriamento ao ar livre; ii)
análise de rugosidade antes e após os ensaios de oxidação; e iii) caracterização
microestrutural da amostra sem oxidação e da superfície das amostras oxidadas por
microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X. Os resultados indicaram
que a resistência à oxidação diminui com o aumento da temperatura. Além disso,
nenhuma amostra apresentou boa resistência à oxidação na temperatura de 850°C,
sendo esta uma temperatura crítica para a estabilidade da camada protetora, limitando
sua aplicação em ambientes oxidantes. A liga Ti-6Al-4V na condição como recebida
apresentou uma microestrutura bimodal composta pelas fases α e β. As análises de
difração de raios X permitiram observar a presença das fases α-Ti, β-Ti e Al₂O₃, que
também foram detectadas na amostra sem oxidação. Além disso, observou-se a
presença do óxido de titânio (rutilo TiO₂) que se formou na superfície do material
durante os ensaios de oxidação.
Resumo (inglês)
The Ti-6Al-4V alloy exhibits high corrosion resistance, low elastic modulus, good
deformability, biocompatibility, and low density. However, its application in the
aerospace sector faces a significant challenge: its affinity with oxygen and the limitation
of its use at high temperatures. Exposure of the material to elevated temperatures
results in reduced mechanical strength and degradation due to oxidation. Motivated by
this scenario, the present study focused on investigating the Ti-6Al-4V alloy after
oxidation tests under different time and temperature conditions. The methodology was
divided into three stages: i) samples in ground and unground conditions were
subjected to oxidation tests at temperatures of 650, 750, and 850 °C for up to 32 cycles
of 1 hour of exposure at the test temperature, followed by 10 minutes of air cooling
outside the furnace; ii) roughness analysis before and after the oxidation tests; iii)
microstructural characterization of the unoxidized sample and the surface of the
oxidized samples using Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Diffraction
(XRD).The results indicated that oxidation resistance decreases with increasing
temperature. Furthermore, none of the samples showed good oxidation resistance at
850 °C, which proved to be a critical temperature for the stability of the protective layer,
limiting its application in oxidizing environments. The as-received Ti-6Al-4V alloy
exhibited a bimodal microstructure composed of α and β phases. XRD experiments
revealed the presence of α-Ti, β-Ti, and Al₂O₃ phases, which were also detected in the
unoxidized sample. Additionally, titanium oxide (rutile TiO₂) was observed to form on
the material's surface during the oxidation tests.
Descrição
Palavras-chave
Ligas de titânio, Oxidação Térmica, Aspereza de superfície, Microestrutura
Idioma
Português
Citação
MOURA, Natalia Naomi Mine de. Caracterização microestrutural e estudo da resistência à oxidação cíclica da liga Ti-6Al-4V. 2025. 54 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado - Engenharia de Produção) - Universidade Estadual Paulista (UNESP), Instituto de Ciências e Tecnologia, Itapeva, 2025.
