Microestrutura e propriedades dos compósitos WC-10%CrMnFeCoNi preparados por moagem de alta energia e sinterização SPS

dc.contributor.advisorMashhadikarimi, Meysam
dc.contributor.advisor-co1Silva, Bismarck Luiz
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4377238190630005pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9422624675887080pt_BR
dc.contributor.authorVieira, Pâmala Samara
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0009-6365-2691pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9791896377375104pt_BR
dc.contributor.referees1Gomes, Uilame Umbelino
dc.contributor.referees2Filgueira, Marcello
dc.date.accessioned2025-02-04T20:38:03Z
dc.date.available2025-02-04T20:38:03Z
dc.date.issued2024-12-30
dc.description.abstractMetal alloys traditionally have one main matrix, with additions of secondary elements to improve their properties. However, high entropy alloys (HAE) challenge this paradigm by using multiple main elements, creating a simple solid solution, which results in excellent characteristics and properties. Research has explored the potential of high entropy alloys as substitutes for the cobalt (Co) ligand in tungsten carbide (WC) carbide. With this in mind, the aim of this work was to study the high entropy alloy (CrMnFeCoNi) and its use as a substitute for the conventional binder in hard metal obtained by high-energy milling (HEM) and sintering via SPS. The analyses were carried out using Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) and X-Ray Diffraction (XRD). The mechanical properties were assessed using Vickers hardness. HEM, carried out for 10, 20 and 30 hours, proved to be effective in forming HAE, promoting deformation, fractures and cold welding of the particles. After 30 hours of milling, the FCC phase of the alloy was predominant, with amorphization of the secondary phases. In the WC-10%CrMnFeCoNi composite, HEM influenced the morphology and size of the particles, resulting in good dispersion of the phases and high incorporation of the alloy into the WC particles, even after only 10 minutes of mixing. XRD analysis revealed the WC and HAE phases, with no indication of chemical reactions or impurities. Sintering resulted in almost uniform microstructures, with good dispersion of the WC particles in the binder matrix and low porosity. The composite with HAE milled for 30 hours showed better homogenization and dispersion of the phases, which favoured sintering and reduced porosity compared to the other samples. EDS analysis confirmed these results. The hardness values of the samples varied, with 1786.9 HV1 (10 hours), 1643 HV1 (20 hours) and 1864 HV1 (30 hours). The best result was observed for the composite produced with HAE ground for 30 hours, as it showed greater homogenization and less porosity, resulting in an increase in hardness.pt_BR
dc.description.resumoAs ligas metálicas, tradicionalmente, apresentam uma matriz principal, com adições de elementos secundários para melhorar suas propriedades. No entanto, as ligas de alta entropia (LAE) desafiam esse paradigma ao utilizar múltiplos elementos principais, criando uma solução sólida simples, o que resulta em características e propriedades excelentes. Pesquisas têm explorado o potencial das ligas de alta entropia como substitutas do ligante cobalto (Co) no metal duro de carbeto de tungstênio (WC). Nessa perspectiva, este trabalho teve como objetivo estudar a liga de alta entropia (CrMnFeCoNi) e seu uso como substituta para o ligante convencional no metal duro obtidos por moagem de alta energia (MAE) e sinterização via SPS. As análises foram realizadas através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), da Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Difração de Raios-X (DRX). As propriedades mecânicas foram avaliadas através da dureza Vickers. A MAE, realizada por 10, 20 e 30 horas, mostrou-se eficaz na formação da LAE, promovendo deformação, fraturas e soldagem a frio das partículas. Após 30 horas de moagem, a fase CFC da liga foi predominante, com uma amorfização das fases secundárias. No compósito WC-10%CrMnFeCoNi, a MAE influenciou a morfologia e o tamanho das partículas, resultando em boa dispersão das fases e alta incorporação da liga nas partículas de WC, mesmo com apenas 10 minutos de mistura. A análise por DRX revelou as fases WC e LAE, sem indicações de reações químicas ou impurezas. A sinterização a resultou em microestruturas quase uniformes, com boa dispersão das partículas de WC na matriz ligante e baixa porosidade. O compósito com LAE moída por 30 horas mostrou melhor homogeneização e dispersão das fases, o que favoreceu a sinterização e reduziu a porosidade em comparação com as outras amostras. A análise de EDS confirmou esses resultados. Os valores de dureza das amostras variaram, sendo 1786,9 HV1 (10 horas), 1643 HV1 (20 horas) e 1864 HV1 (30 horas). O melhor resultado foi observado para o compósito produzido com a LAE moída por 30 horas, pois apresentou maior homogeneização e menor porosidade, como consequência um aumento na dureza.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationVIEIRA, Pâmala Samara. Microestrutura e propriedades dos compósitos WC-10%CrMnFeCoNi preparados por moagem de alta energia e sinterização SPS. Orientador: Dr. Meysam Mashhadikarimi. 2024. 79f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/62448
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectLigas de alta entropiapt_BR
dc.subjectCrMnFeCoNipt_BR
dc.subjectMetalurgia do pópt_BR
dc.subjectMoagem de alta energiapt_BR
dc.subjectSinterização por pulso de plasmapt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR
dc.titleMicroestrutura e propriedades dos compósitos WC-10%CrMnFeCoNi preparados por moagem de alta energia e sinterização SPSpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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