Modelagem termodinâmica e experimentos críticos no sistema Al-Nb-V

• Processo: 17/14853-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de novembro de 2017 - 31 de outubro de 2019
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Gilberto Carvalho Coelho
• Beneficiário: Gilberto Carvalho Coelho
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Carlos Angelo Nunes ; Nabil Chaia
• Assunto(s): Compostos intermetálicos Superligas Termodinâmica Modelos termodinâmicos Diagrama de transformação de fase
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: 1- Calphad | 2- Diagrama de Fases | 3- Al-Nb-V | 4- Modelagem Termodinâmica | 5- Intermetálicos | Diagrama de fases

Resumo

Ligas de alta entropia são ligas multicomponentes que, ao contrário das ligas clássicas como os aços e superligas de níquel, não possuem um elemento principal, cada um de seus componentes compondo as ligas em teores entre 5 e 35 %at. Um dos possíveis ramos de aplicação para estas ligas é a indústria aeronáutica, particularmente aquelas constituídas de metais de alto ponto de fusão e com baixa densidade que podem complementar as superligas de níquel em aplicações em temperaturas elevadas. O sistema Al-Nb-Ti-V-Zr é um dos sistemas de interesse de pesquisa no Grupo de Diagrama de Fases e Termodinâmica Computacional da EEL/USP. Dentre os 10 subsistemas ternários, o ternário Al-Nb-V é um dos menos estudados havendo somente uma seção isotérmica completa a 1000°C reportada na literatura. O objetivo do presente projeto é modelar termodinamicamente o sistema ternário Al-Nb-V e realizar experimentos críticos de forma a entender melhor as relações de fases no sistema. Com base nas modelagens dos binários Al-Nb, Al-V e Nb-V reportadas na literatura, será feita uma extrapolação para o ternário que deverá apontar as ligas a serem confeccionadas para o estudo de sua projeção liquidus. Com base na seção a 1000°C reportada na literatura, serão produzidas amostras com composições no interior dos triângulos de equilíbrio de três fases para verificar as informações disponíveis. As amostras para estudo da seção isotérmica serão tratadas a 1200°C com o objetivo de alcançar o equilíbrio termodinâmico em tempos razoáveis. As amostras serão produzidas a partir de elementos puros por fusão a arco, sob atmosfera de argônio em cadinho de cobre refrigerado a água. As amostras serão tratadas a 1200°C, embrulhadas em folhas de nióbio e encapsuladas em tubos de quartzo sob atmosfera de agônio. As microestruturas das amostras serão caracterizadas por difração de raios X e por microscopia eletrônica de varredura e as composições das fases presentes serão medidas por microanálise eletrônica (EDS/WDS). Os resultados experimentais servirão de informação de entrada para a modelagem termodinâmica do ternário. (AU)

Publicações científicas

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(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)

SANTOS, J. C. P.; CHAIA, N.; BOROWSKI, K. E.; SILVA, A. A. A. P.; BARROS, D. F.; ABREU, D. A.; NUNES, C. A.; COELHO, G. C.. Experimental Investigation of Phase Equilibria at 1200 degrees C in the Al-Nb-V System. JOURNAL OF PHASE EQUILIBRIA AND DIFFUSION, v. 41, n. 2, APR 2020. (17/14853-6, 18/13966-4, 18/21145-0)

PEREIRA DOS SANTOS, JULIO CESAR; ARAUJO PINTO DA SILVA, ANTONIO AUGUSTO; FERREIRA, PEDRO PIRES; DORINI, THIAGO TREVIZAM; DE BARROS, DENIS FELIPE; DE ABREU, DANILO ALENCAR; FERNANDES ELENO, LUIZ TADEU; NUNES, CARLOS ANGELO; COELHO, GILBERTO CARVALHO. Thermodynamic modeling of the Al-Nb-V system. CALPHAD-COMPUTER COUPLING OF PHASE DIAGRAMS AND THERMOCHEMISTRY, v. 74, SEP 2021. (20/08258-0, 17/14853-6, 18/13966-4)

BARROS, D. F.; SANTOS, J. C. P.; ABREU, D. A.; SILVA, A. A. A. P.; BOROWSKI, K. E.; CHAIA, N.; NUNES, C. A.; COELHO, G. C.. Liquidus projection of the Al-Cr-V system. Journal of Alloys and Compounds, v. 899, p. 7-pg., 2022-04-05. (17/14853-6, 18/13966-4)

SANTOS, J. C. P.; CHAIA, N.; BOROWSKI, K. E.; DA SILVA, A. A. A. P.; BARROS, D. F.; ABREU, D. A.; NUNES, C. A.; COELHO, G. C.. Liquidus projection of the Al-Nb-V system. CALPHAD-COMPUTER COUPLING OF PHASE DIAGRAMS AND THERMOCHEMISTRY, v. 71, DEC 2020. (18/13966-4, 18/21145-0, 17/14853-6)