Multiscale computational modeling of the microstructural evolution and plasticity in metallic alloys

• Grant number: 14/24825-1
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Young Researchers
• Start date: March 01, 2015
• End date: March 31, 2016
• Field of knowledge: Engineering - Materials and Metallurgical Engineering - Physical Metallurgy
• Principal Investigator: Roberto Gomes de Aguiar Veiga
• Grantee: Roberto Gomes de Aguiar Veiga
• Host Institution: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brazil
• Associated research grant: 14/10294-4 - Multiscale computational modeling of the microstructural evolution and plasticity in metallic alloys, AP.JP

Abstract

Uma das características distintivas dos metais e suas ligas é a de apresentar algum grau de maleabilidade e ductilidade, o que implica que podem ser deformados plasticamente quando há uma solicitação mecânica. Isso é de grande importância para os processos de fabricação e mesmo para as variadas aplicações tecnológicas desses materiais. Contudo, essas e outras propriedades das ligas metálicas dependem da sua composição química (i.e., dos elementos de liga envolvidos) e da microestrutura (e.g., múltiplas fases, tamanho médio de grãos, precipitados, etc). A plasticidade e a evolução microestrutural de ligas metálicas têm sido objeto de estudos experimentais e teóricos há bastante tempo; nas ultimas décadas, abriu-se a possibilidade de modelá-las também em nível atômico devido ao surgimento de grandes máquinas paralelas e ao desenvolvimento de códigos computacionais otimizados. No âmbito do projeto aqui apresentado, o que se propõe é estudar a mobilidade de discordâncias na presença de obstáculos (e.g., atmosferas de Cottrell ou nanoprecipitados), a resposta de ligas metálicas com tamanho médio de grão nanométrico à aplicação de uma força de tração, o efeito de elementos de liga no crescimento de grãos nanométricos e a mobilidade de interfaces durante as transformações de fases, principalmente em ligas ferrosas (tomadas como ligas metálicas prototípicas), utilizando métodos computacionais tais como a dinâmica molecular com potenciais empíricos e Monte Carlo, métodos com os quais o autor deste projeto tem grande familiaridade.