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Type: TCC
Title: Influência de Ti e Nb no comportamento microestrutural e propriedades mecânicas de aços maraging submetidos a tratamentos de ciclagem térmica
Authors: Silveira, Fábio Jorge Lemos
Advisor: Abreu, Hamilton Ferreira Gomes de
Co-advisor: Loureiro, Rodrigo de Carvalho Paes
Keywords in Brazilian Portuguese : Aço maraging;Ciclos térmicos;Nióbio
Keywords in English : Maraging steel;Thermal cycling;Niobium
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Issue Date: 2026
Citation: SILVEIRA, Fabio Jorge Lemos. Influência de Ti e Nb no comportamento microestrutural e propriedades mecânicas de aços maraging submetidos a tratamentos de ciclagem térmica. 2026. 71 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Metalúrgica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Abstract in Brazilian Portuguese: Este estudo investigou a influência da ciclagem térmica acima da temperatura de austenitização e das adições de Nióbio (Nb) e Titânio (Ti) no refinamento de grão e desempenho mecânico do aço maraging M300. Três variantes de liga (Ti, Ti+Nb e Nb) foram submetidas a ciclos térmicos repetidos a 900 °C (5 e 10 repetições). A caracterização microestrutural foi realizada via EBSD, DRX e EDS, enquanto a resposta mecânica foi avaliada por ensaios de tração, dureza e fractografia. Os resultados de EBSD revelaram que cinco ciclos térmicos promoveram o refinamento efetivo dos grãos de austenita prévia (< 20 μm) e o aumento de contornos de alto ângulo, embora as ligas com Nb tenham apresentado menor refinamento devido à ancoragem de contornos de grão. As medidas de DRX confirmaram o acúmulo de deformação e refino de cristalitos após cinco ciclos, seguido de recuperação parcial aos dez ciclos. Análises de EDS identificaram uma transição de precipitados de Ti para intermetálicos de Nb–Mo durante a ciclagem, com indícios de dissolução incompleta nas ligas contendo apenas Nb. Mecanicamente, as ligas com Ti mostraram ganho expressivo em ductilidade (≈ 9% de alongamento), enquanto a adição de Nb favoreceu a resistência. A variante Ti+Nb destacou-se pelo equilíbrio entre dureza, resistência e tenacidade. Coletivamente, esses resultados destacam que a ciclagem térmica controlada, combinada com adições de Nb e Ti, pode ajustar a microestrutura e o comportamento mecânico para ambientes de engenharia de alta exigência, oferecendo alternativas promissoras para aplicações aeroespaciais, offshore e em ferramentas de alto desempenho, onde grãos refinados e propriedades mecânicas equilibradas são essenciais.
Abstract: This study investigated the influence of thermal cycling above the austenitization temperature and the addition of niobium (Nb) and titanium (Ti) on grain refinement and mechanical performance of maraging steel M300. Three alloy variants (Ti, Ti+Nb and Nb) were subjected to repeated thermal cycles at 900 °C (5 and 10 cycles). Microstructural characterization was carried out using EBSD, XRD, and EDS, while mechanical behavior was evaluated through tensile testing, hardness test and fractographic analysis. EBSD results showed that five thermal cycles promoted effective refinement of prior austenite grains (< 20 μm) and an increase in high-angle grain boundaries, although Nb-containing alloys exhibited reduced refinement due to grain boundary pinning. XRD confirmed strain accumulation and crystallite refinement after five cycles, followed by partial recovery after ten cycles. EDS analyses revealed a transition from Ti-based precipitates to Nb–Mo intermetallics during cycling, with indications of incomplete dissolution in alloys containing only Nb. From a mechanical standpoint, Ti-containing alloys exhibited a significant increase in ductility (≈ 9% elongation), whereas Nb additions favored higher strength. The Ti+Nb variant stood out by providing a superior balance between hardness, strength, and toughness. Overall, these results demonstrate that controlled thermal cycling combined with Nb and Ti additions is an effective strategy to tailor microstructure and mechanical behavior for demanding engineering environments, offering promising alternatives for aerospace, offshore, and high-performance tooling applications, where refined grains and balanced mechanical properties are essential.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85954
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/2413546303652712
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/0873865581940415
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/1609321016746068
Access Rights: Acesso Aberto
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