EMU concedido no processo 2022/02770-7: nanoindentador

• Processo: 23/03385-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2030
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Francisco Gil Coury
• Beneficiário: Francisco Gil Coury
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/02770-7 - Engenharia de Materiais Computacional Integrada ICME: aplicada à modelagem, fabricação, teste e caracterização de ligas de alta entropia, AP.PNGP.PI
• Assunto(s): Propriedades mecânicas Módulo de elasticidade Superfícies Materiais nanoestruturados Aquisição de equipamentos Equipamentos multiusuários Infraestrutura de pesquisa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caracterização mecânica | Módulo de Elasticidade | nanoindentação | Propriedades mecânicas | superfícies | Caracterização Mecânica de Materiais

Resumo

Ao longo dos últimos anos, algoritmos computacionais vêm sendo inseridos em praticamente todos os aspectos de nossa vida, otimizando o processo de resolução de problemas em velocidades nunca vistas antes. Em paralelo a isto, uma nova classe de ligas metálicas, as chamadas Ligas de Alta Entropia (High Entropy Alloys - HEAs), cuja principal característica é não possuir um único elemento principal, vem atraindo a atenção de pesquisadores nos últimos anos. O vasto campo no qual estas ligas existem faz com que elas sejam promissoras, porém também impõe um grande desafio em seu desenvolvimento dado que é inviável desenvolvê-las por tentativa-e-erro. O presente projeto propõe o desenvolvimento e aplicação de métodos computacionais, chamados de Integrated Computational Materials Engineering (ICME), para o desenvolvimento de novas ligas de alta entropia para aplicações estruturais. Serão trabalhadas diferentes estratégias para este desenvolvimento, incluindo o uso de algoritmos genéticos, inteligência artificial, cálculos termodinâmicos de alto rendimento e uso de amostras com gradientes composicionais. Estas estratégias serão combinadas com modelos fundamentais de previsão de fases, de mecanismos de endurecimento e de deformação. Ligas serão projetadas por esta combinação de técnicas e serão produzidas experimentalmente por fundição em forno a arco elétrico e/ou indução à vácuo. As diferentes ligas serão caracterizadas por técnicas no estado da arte em múltiplas escalas, utilizando microscopia eletrônica de varredura, transmissão, difração de raios-X, análises químicas e calorimetria diferencial de varredura. O comportamento mecânico das ligas será avaliado por ensaios mecânicos de tração, microdureza e nanodureza, com nanoindentador a ser adquirido no presente projeto. A interpretação das curvas de nanoindentação será feita de forma a obter diversas informações adicionais à dureza, como módulo de elasticidade e capacidade de encruamento da liga, o que, quando aplicado às ligas com gradientes composicionais, fornecerá bibliotecas de resultados. Todas estas informações experimentais irão servir para a validação ou reinterpretação dos modelos fundamentais utilizados em sua concepção, aprofundando o conhecimento fundamental da metalurgia física de ligas concentradas. Os principais resultados serão divulgados em periódicos internacionais de alto impacto e patentes serão buscadas para as ligas de propriedades mecânicas promissoras. O projeto terá importante papel na consolidação de parcerias do proponente com seis diferentes instituições internacionais. Por fim, o presente projeto foi construído de forma a permitir um transbordamento das técnicas e metodologias desenvolvidas para o campo de ensino, de forma a fortalecer o currículo dos alunos de graduação e pós-graduação do curso de Engenharia de Materiais da UFSCar. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SILVA, DAVID D. S.; BERTOLI, GUSTAVO; NETO, NELSON D. CAMPOS; SCHELL, NORBERT; CLARKE, KESTER D.; KAUFMAN, MICHAEL J.; CLARKE, AMY J.; COURY, FRANCISCO G.; BOLFARINI, CLAUDEMIRO. Computational thermodynamics-guided alloy design and phase stability in CoCrFeMnNi-based medium-and high-entropy alloys: An experimental-theoretical study. SCRIPTA MATERIALIA, v. 252, p. 8-pg., 2024-07-11. (22/02770-7, 23/03385-2)

SILVA, DAVID D. S.; BERTOLI, GUSTAVO; MASON, PAUL; NETO, NELSON D. CAMPOS; SCHELL, NORBERT; KAUFMAN, MICHAEL J.; CLARKE, AMY J.; COURY, FRANCISCO G.; BOLFARINI, CLAUDEMIRO. Metastability-engineering strategy in CoCrFeMnNi-based medium-and high-entropy alloys: Unraveling the interplay with recrystallization, grain growth, and mechanical properties. INTERNATIONAL JOURNAL OF PLASTICITY, v. 187, p. 22-pg., 2025-03-01. (23/03385-2, 22/02770-7)