Caracterização microestrutural de amostras das superligas de Níquel por Metalurgia do Pó

Resumo

O avanço da tecnologia exige o uso eficiente de materiais, projetados para otimizar o desempenho em aplicações específicas. Na engenharia mecânica, materiais que combinam alta resistência a temperaturas elevadas, durabilidade contra desgaste, resistência à corrosão e baixo peso são essenciais. As superligas de níquel destacam-se nesse cenário, sendo amplamente usadas por suas propriedades excepcionais (Parucker et al., Revista Eletrônica de Materiais e Processos, 9:16-21, 2014). A metalurgia do pó, nas últimas décadas, tornou-se uma técnica promissora para a produção dessas ligas, permitindo o desenvolvimento de microestruturas únicas, com vantagens econômicas e mecânicas em relação aos métodos tradicionais (Gonzatti et al., ABM, 12:10-11, 2011). O estudo visou investigar o desenvolvimento e a caracterização de superligas de níquel, utilizando a técnica de metalurgia do pó, com foco nas propriedades mecânicas e na microdureza, essenciais para aplicações em condições extremas. As superligas analisadas — Monel 400, Hastelloy B2, Inconel 600 e Nimonic 80A — são amplamente empregadas na indústria aeroespacial e de energia, devido à sua resistência à corrosão e altas temperaturas. O objetivo principal foi explorar o potencial da metalurgia do pó em melhorar essas características, avaliando o efeito dos processos de compactação e sinterização sobre as propriedades finais das ligas. O método empregado consistiu na produção das amostras por metalurgia do pó, seguido de compactação e sinterização, utilizando uma carga de 9 toneladas e 900°C, respectivamente, sem atmosfera controlada. A microdureza foi analisada em duas fases distintas para cada liga (as que possuíssem), utilizando o método Vickers, com 10 repetições para garantir a confiabilidade dos resultados. Além disso, análises microestruturais foram realizadas para observar a distribuição de porosidade e a coalescência dos grãos. Os resultados mostraram variações significativas na microdureza entre as ligas e entre as fases analisadas. O Monel 400 apresentou uma redução de 66,98 HV para 57,63 HV entre a primeira e a segunda amostra. A Hastelloy B2 também apresentou uma queda de 93,03 HV para 84,89 HV. Em contraste, o Inconel 600 registrou um aumento de microdureza de 84,65 HV para 105,49 HV na fase primária, enquanto a fase secundária se manteve estável. O Nimonic 80A exibiu a maior variação entre as fases primária e secundária, com uma redução de 195,30 HV para 143,30 HV na segunda amostra. Essas oscilações nas propriedades mecânicas foram atribuídas, em parte, à heterogeneidade microestrutural e à porosidade gerada durante a sinterização. O estudo demonstrou que a técnica de metalurgia do pó pode ser eficaz para a produção de superligas de níquel, embora a sinterização sem atmosfera controlada tenha impactado negativamente as propriedades de algumas amostras. A otimização das condições de processamento, incluindo a introdução de uma atmosfera controlada, pode ser uma abordagem promissora para minimizar as variações microestruturais e maximizar o desempenho mecânico dessas ligas.