O uso da metalografia quantitativa para análise das correlações existentes entre as propriedades físicas e mecânicas da matriz metálica 25%Fe-50%Cu-25%NbH obtida por prensagem a quente.

Abstract

Por aliar menor consumo de energia com maior aproveitamento de matéria prima, a metalurgia do pó apresenta grande potencial como processo de fabricação. Para melhor compreensão do comportamento do sinterizado, é fundamental estabelecer correlações entre microestrutura e propriedades. Neste trabalho, avaliou-se a matriz metálica 25%Fe-50%Cu-25%NbH obtida por prensagem a quente sob diferentes temperaturas de sinterização, seguido pela metalografia quantitativa e a busca pelas correlações com suas propriedades físicas e mecânicas. As matrizes foram sinterizadas por 3 min, à pressão de 35 MPa nas temperaturas de 750 °C, 800 °C, 850 °C, 900 °C e 950 °C. As amostras foram submetidas aos ensaios de dureza Vickers e de flexão, à microscopia eletrônica de varredura e à difração de raios X. Foram quantificadas também porosidade, área média de partícula e densidade aparente. A prensagem a quente favoreceu a sinterização por fase sólida para Fe e Nb e por fase líquida para o Cu. Foi possível observar que as propriedades do material estão intimamente relacionadas às temperaturas do processo, suficientes para provocar a desidrogenação do hidreto e proporcionar a formação de novas fases como FeNb, Fe2Nb e Fe7Nb6. O aumento da temperatura de sinterização favoreceu mecanismos de difusão e endurecimento do material, revelando maior dureza (113,32 kgf/mm2 ), módulo de elasticidade (138,12 GPa) e tensão máxima (377,76 MPa) à 950 °C. Para esta temperatura foi identificado a menor área média de partícula de Nb (57,47 µm2 ). Por outro lado, a maior efetividade de sinterização foi observada para as amostras obtidas a 900 °C, quando foram calculados os melhores valores de densidade aparente (7,80 g/cm3 ) e porosidade (0,253%). A diminuição da quantidade de poros na estrutura do material tende a melhorar suas propriedades mecânicas e, por isso, à 900 °C o material apresentou elevados valores de dureza (94,67 kgf/mm2 ), módulo de elasticidade (113,54 GPa) e tensão máxima (364,21 MPa). Para esta temperatura foi identificado a menor área média de partícula de Fe (348,32 µm2 ).