Junção por difusão em estado sólido de Al2O3/aço inoxidável AISI 304, com intercamadas de alívio de tensões residuais

Discos de alumina sinterizada e de aço inoxidável AISI 304 foram unidos pelo processo de difusão em estado sólido utilizando inicialmente intercamada de Ti e diferentes tempos e temperaturas de junção. Ensaios de cisalhamento indicaram 800 oC/60 min como os mais favoráveis parâmetros de processo. Uma segunda série de experimentos de junção executados nessas mesmas condições teve como finalidade comparar a eficiência de diferentes construções de intercamadas de alívio das tensões residuais de origem térmica, tendo sido verificado a primazia do par Ti/Cu. Idêntico resultado foi obtido por simulação, utilizando o método dos Elementos Finitos. Observação micrográfica da interface Al2O3/Ti mostrou difusão de Al para o metal e a formação de precipitados Ti3Al, enquanto na interface Ti/AISI 304 verificou-se intensa difusão de Fe no Ti e conseqüente estabilização de Ti-b. Sintered alumina and AISI 304 stainless steel discs were joined by solid state diffusion bonding using initially a Ti interlayer and a variety of process temperatures and times. Shear tests indicated that the most favourable bonding conditions were 800 oC/60 min and using these same parameters, a second series of experiments using different interlayer constructions was performed in order to test and compare their efficiencies with regard to thermal residual stresses reduction. Results indicated that Ti/Cu was the most efficient combination and a very similar conclusion was reached by Finite Elements simulation of the residual stress field. Finally, metallographic observation of the Al2O3 /Ti interface showed Al diffusion to the metal and the presence of Ti3Al intermetallics, whilst at the Ti/steel interface Fe diffused deeply into the Ti and stabilization of b-Ti followed