Março 2021 vol. 7 num. 1 - XI Encontro Científico de Física Aplicada

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Estudo da influência do teor de TiC em um compósito metal duro – aço rápido para o desenvolvimento de um FGM

Estudo da influência do teor de TiC em um compósito metal duro – aço rápido para o desenvolvimento de um FGM

Paula, D.G.C. ; Alves, J.P.L.G. ; Castilho, F.G.B. ; Machado, I.F. ; Carneiro, M.B. ;

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O metal duro e o aço-rápido são dois grupos importantes de materiais para ferramenta de corte. O metal duro é capaz de compatibilizar as propriedades de dureza e tenacidade, porém este último não ocorre em nível tão elevado como no aço rápido. Material em Gradação Funcional (Functionally Graded Material – FGM) é um conceito para a promoção de propriedades e/ou funções que não podem ser alcançadas por materiais homogêneos convencionais. São compósitos feitos de dois ou mais materiais com propriedades distintas na forma de um gradiente, em que as frações de volume dos constituintes variam em uma determinada direção, permitindo também a variação de suas propriedades. O objetivo do trabalho é avaliar a influência do teor de TiC sobre as propriedades mecânicas de um compósito metal duro – aço rápido, bem como analisar a microestrutura, quanto a ocorrência de segregações, a densidade relativa das amostras geradas e as características do processamento pela técnica de sinterização por corrente elétrica pulsada (PECS). Para tanto, amostras de metal duro – aço rápido com adição de TiC nas frações de volume de 5 a 35% foram sinterizadas a 1200ºC. A caracterização da microestrutura foi feita por microscopia óptica. A densidade relativa foi determinada com base no princípio de Arquimedes. A avaliação das propriedades mecânicas foi realizada por meio de ensaio de dureza Vickers e tenacidade à fratura (KIC). Os resultados mostraram variação na microestrutura devido a adição de TiC, uma grande influência da pressão de sinterização na densidade relativa e nas propriedades mecânicas das amostras.

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Cemented carbide and high-speed steel are two important groups of cutting tool materials. Cemented carbide is able to match the properties of hardness and toughness; however, the latter does not occur at levels as high as in high-speed steel. Functionally Graded Material (FGM) is a concept for the promotion of properties and/or functions that cannot be achieved by conventional homogeneous materials. They are composites made of two or more materials with different properties in the form of a gradient, in which the volume fractions of the constituents vary in a certain direction, also allowing the variation of their properties. The objective of this work is to evaluate the influence of the TiC content on the mechanical properties of cemented carbide – high-speed steel composite, as well as to analyze the microstructure, regarding the occurrence of segregations, relative density of the produced samples, and the processing characteristics by pulsed electric current sintering (PECS). For this purpose, cemented carbide – high-speed steel samples with TiC addition in the volume fractions of 5 to 35% were sintered at 1200ºC. The microstructure was characterized by optical microscopy. The relative density was determined based on the Archimedes principle. The evaluation of the mechanical properties was performed by means of Vickers hardness and fracture toughness tests. The results showed microstructure changing owing to TiC addition, a great influence of the sintering pressure on the relative density and mechanical properties of the samples.

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Palavras-chave: TiC, Metal duro, Aço-rápido, Dureza, Tenacidade à fratura.,

Palavras-chave: TiC, Metal duro, Aço-rápido, Dureza, Tenacidade à fratura.,

DOI: 10.5151/xiecfa-Paula-R

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Como citar:

Paula, D.G.C.; Alves, J.P.L.G.; Castilho, F.G.B.; Machado, I.F.; Carneiro, M.B.; "Estudo da influência do teor de TiC em um compósito metal duro – aço rápido para o desenvolvimento de um FGM", p. 58-66 . In: Anais do XI Encontro Científico de Física Aplicada. São Paulo: Blucher, 2021.
ISSN 2358-2359, DOI 10.5151/xiecfa-Paula-R

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