Microwave heating has emerged as an alternative to traditional sintering methods because it consumes less energy and requires shorter processing times. The use of microwave energy in the processing of austenitic stainless steel AISI 316L reinforced with dispersed boron carbide particles was investigated in this study. Different processing parameters were used to investigate the effect of sintering time and temperature, as well as the weight percentage of the ceramic added to the steel matrix, on the final material properties. The compressibility curve, elastic relaxation, and geometric density of green compacts were used to investigate their physical properties. The Archimedes method was used to determine density, and the statistical treatment of analysis of variance was used to determine porosity. Images obtained using optical microscopy and scanning electron microscopy revealed the formation of a second phase in different volumes. The results showed that 1100 °C and a 15-minute plateau were sufficient to sinter the material. AISI 316L samples containing 3 wt.% boron carbide demonstrated greater volumetric formation of secondary phases, resulting in a significant increase in the hardness of the austenitic composite developed.
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.
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.
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