The achievement of varied metal alloys through the sintering of mixtures of elemental metallic powders can provide great flexibility of production of these alloys. The possibilities of controlling the composition and the resulting properties of the alloy are of great importance for metallurgy. Otherwise the alloys involving chromium offer many difficulties for their attainment through the process of powder metallurgy (PM). In the formation of alloys with chromium (Cr), an oxide layer that prevents the ideal contact between the particles is formed. Hence the need for researches that study sintering processes and that can solve this difficulty. With this objective, this paper presents a method to determine parameters and describe the sintering process of mixtures of the elemental metallic powders Fe-Cr and Fe-Cr-Ni, assessing the elements' diffusing capacity and the possible alternative composition of an alloy. The method used Scanning Electron Microscopy (SEM) associated with Energy Dispersive Spectrometry (EDS), X-ray diffraction (XRD) and Vickers microindentation hardness analysis (HV). For the microstructural characterization, we used optical microscopy (OM) and SEM. And EDS mapping was applied for the analysis of the elements' dispersion. •The method makes it possible to define the ideal sintering time to obtain a good diffusion of the mixtures of the metallic powders Fe-Cr.•With the method, it is possible to verify the dispersion of the powders and whether the microstructure generated is similar to the ones of prealloyed powders.•With the applied procedures, the conditions for the formation of Fe-Cr alloys can be obtained by mixing dissociated and diffusion-bonded elemental metallic powders.
Powder metallurgy enables the production of composite materials, which are of great interest to different branches of the automotive, aerospace, and medical industries. This work investigated the sintering of an Al-xCu and Al-xCu-0.1Sn alloy, with copper concentration between 3.5 and 4.5% and tin added in the range of 0.1%. Compressibility curves were drawn, and the samples were sintered in a high-purity nitrogen-controlled atmosphere furnace. The composites were subjected to subsequent solubilization heat treatment, with cooling in low concentration polymer solutions and artificial aging (T6). The samples were studied using optical, scanning electron, Vickers microhardness, and X-ray diffraction techniques. The results indicated the effectiveness of cooling the samples after solubilization in polymer solutions, the influence of the addition of tin on the aging time, and the mechanical properties of the alloys as a function of the T6 cycles applied.
Usualmente a sinterização de Aços Inoxidáveis AID (ligas Fe-Cr-Ni) ocorre a partir de pós pré-ligados de AID ou pelo balanceamento entre pós de aços inoxidáveis austeníticos misturado com pós de aços inoxidáveis ferríticos, proporcionando uma microestrutura duplex. O objetivo deste trabalho foi investigar a possibilidade de desenvolver uma rota alternativa de produção do AID com menor custo, além de avaliar as características microestruturais e mecânicas da liga Fe-22,5Cr-5,5Ni. Neste contexto, buscou-se desenvolver uma liga a partir de misturas de pós elementares de formulação similar ao AID UNS S32205 e com diferentes isotermas buscando a difusão entre os elementos, com o intuito de eliminar a necessidade de obtenção de pós pré-ligados de elevado custo. Os pós de partida foram caracterizados por Difração de Raios X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), e empregados na produção de 10 (dez) formulações que foram uniaxialmente conformadas em pastilhas de 18,88 mm de diâmetro e tratadas termicamente com tempos variando entre 1 (uma) e 6 (seis) horas; com isotermas de 1000ºC; 1100°C e 1200ºC e sob atmosfera controlada de nitrogênio. Com o uso de Microscopia Óptica (MO), foram selecionadas 4 (quatro) misturas para avaliação complementar. Esse estudo englobou a análise de difusão dos elementos Fe, Cr e Ni por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) acoplada ao MEV, e avaliação microestrutural por (MO, MEV, DRX). Os resultados obtidos com as análises por MO e MEV revelaram uma baixa difusão do cromo na matriz de ferro. Espectros obtidos por DRX apresentaram a formação de picos de ferrita e em algumas das amostras pequenos picos de austenita, não sendo possível apontar a formação de uma estrutura duplex. A análise de espectroscopia Raman indicou a formação de óxido de cromo no entorno das partículas de cromo, evitando sua difusão na matriz ferrítica. Por fim, os ensaios de microdureza revelaram uma relação diretamente proporcional ao aumento da temperatura e tempo de sinterização com as microdurezas apresentadas pelas misturas obtidas com pós elementares.
7 June 2017 in Revista Brasileira de Engenharia e Sustentabilidade
O aço inoxidável 316L é utilizado em diversas áreas da engenharia devido suas características de alta resistência à corrosão e bom acabamento superficial. Porém, sua aplicação é limitada em função de sua baixa resistência ao desgaste decorrente de sua baixa dureza. Uma forma de aumentar sua dureza é pela inclusão de partículas de um material mais duro em sua matriz. Este trabalho avalia a sinterização do aço inoxidável 316L reforçando sua matriz pela inclusão de partículas de carbeto de boro -B4C. Foi realizada uma análise comparativa entre o forno micro-ondas e o forno resistivo do tipo tubular durante a sinterização deste material, quanto seu consumo de energia a fim de verificar qual processo é mais efetivo energeticamente. Para avaliação da qualidade do sinterizado, foi realizada uma caracterização microestrutural a partir de microscopia óptica e eletrônica de varredura, bem como por difração de raios-X e ensaio de microdureza Vickers. Concluiu-se que o consumo de energia com uso de forno tipo micro-ondas foi menor que o resistivo e também apresentou uma sinterização mais homogênea e uma dureza maior.