Produção de liga multicomponente com boas combinações de propriedades mecânicas selecionadas por algoritmo genético

• Processo: 21/12044-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Francisco Gil Coury
• Beneficiário: Caroline Binde Stoco
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/01327-2 - Caracterização por difração de raios X do equilíbrio de fases e distorção da rede de ligas multicomponente selecionadas por algoritmo genético, BE.EP.IC
• Assunto(s): Algoritmos genéticos Aprendizado computacional Termodinâmica Ligas metálicas Caracterização estrutural Difração por raios X Testes de dureza Microscopia óptica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: algoritmo genético | Caracterização de Materiais | ICME - (Engenharia de Materiais Integrada por Métodos Computacionais) | Ligas de Alta Entropia | Termodinâmica | Termodinâmica de Ligas Metálicas

Resumo

O contínuo avanço tecnológico gera a necessidade do desenvolvimento de novos materiais para suprir as demandas crescentes de diversos setores prestadores de serviços como o petroquímico, aeronáutico e naval. Nesse contexto, surgem as ligas de elemento multiprincipal (LEMs), as quais são caracterizadas por não possuírem um único elemento de liga principal. Dentre as propriedades almejadas, busca-se uma maior resistência mecânica, resistência à corrosão e à oxidação e maior ductilidade. Um dos maiores desafios envolvendo essas ligas torna-se a direcionar a a pesquisa seleção de composições dado em uma quão vasto é esse campo multicomposicional vasto. Uma das respostas para esse dilema é o uso de algoritmo genético. Esse método, já escrito implementado em uma versão preliminar via código emem python pela proponente deste projeto, consiste em seis etapas: 1) inicialização da população representada aqui como um conjunto aleatório de ligas; 2) avaliação de cada indivíduo; 3) seleção de alguns indivíduos; 4) realização de cross-over e mutação para se garantir variabilidade das espécies; 5) concepção de uma nova geração e 6) término do algoritmo após atingido requisitos pré-determinados. As características buscadas escolhidas para serem otimizadas foram por esse programa incluem a obtenção de uma estrutura monofásica cúbica de face centrada (CFC) avaliada pelos parâmetros "Æ" e "VEC", e elevados valores da constante de Hall-Petch (K) e da tensão de cisalhamento resolvida crítica (Ä_Y), as últimas duas representando o endurecimento por refino de grão e por solução sólida respectivamente. As duas melhores ligas selecionadas por esse método irão ser avaliadas confirmadas por um método computacional adicional cálculos termodinâmicos (método CALPHAD). O objetivo do presente projeto, é avaliar o algoritmo por métodos experimentais. Para tanto, estas ligas serão posteriormente fabricadas com metais de alta pureza. As microestruturas sendo entearão caracterizadas por meio de análises de microscopia óptica, MEV eletrônica (MEV), fluorescência e difração de raio-X, ensaio de dureza Vickers. A composição mais promissora e passará também ao pôr laminação a frio visando o refino de grão e novas medidas de dureza serão feitas para amostras com diferentes tamanhos de grão. (AU)