Multiscale effect of thermomechanical loads on the NbC-Steel microstructure obtained by SPS

Abstract

The ABAQUS ® commercial software was used to simulate by Finite Element Method (FEM) the stress and the strain fields due to the thermal and mechanical loads applied in the tool microstructure throughout hot forging operations. Therefore, the macroscale (loads applied in the tool) was adapted to the microscale (stress and strain developed in the microstructural features). Materials analyzed in this study, which are prospective to be used as tools, consisted of NbC and tool steel powders, which were mixed, and consolidated by SPS technique (Spark Plasma Sintering). NbC-Steel microstructure was firstly characterized by SEM and, thus it was meshed by OOF2 ® software (NIST). Subsequently, the microstructural characterization allowed to undergo evaluation of different aspects and critical stress and strain regions, which can favored microstructural damage in the tool material.

Consolidação do carboneto de nióbio (NbC) e compósitos por Spark Plasma Sintering (SPS): caracterização microestrutural e mecânica.

“…Outro aspecto importante no desenvolvimento deste doutorado, foi o de fazer uma caracterização mais completa do NbC, bem como a consolidação de um compósito de NbC, utilizando pós em escala micrométrica para aplicações potenciais em ferramentas, cujos resultados preliminares foram apresentados por Seriacopi et al (2014). O trabalho de Seriacopi et al (2014), mostrou a viabilidade de obtenção de compósitos de NbC, mas também a necessidade de estudos mais detalhados.…”

“…Os pós foram misturados por 5 horas. Tabela apresenta os parâmetros utilizados para a mistura de um terceiro compósito, NbC 10% FeC_W, que foi misturado em moinho planetário.Para a mistura de NbC 10% liga FeC_W, os pós de NbC e da liga FeC_W passaram previamente pela etapa de desaglomeração, individualmente de suas partículas, diferentemente dos compósitos de NbC 48% FeC_W e NbC-12% FeC_W, que foram misturados sem prévia desaglomeração(SERIACOPI et al, 2014). Essa observação determinou a etapa seguinte, que foi a de desaglomeração.…”