Produção e Caracterização da Liga de Elemento Multi-Principal Duplex Cr44Co35Ni16Al5 por Solidificação Direcional

• Processo: 22/15925-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Francisco Gil Coury
• Beneficiário: Argos Soares Silva
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Ligas de múltiplos elementos principais Solidificação direcional Solidificação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: CrCoNi | Ligas de Elemento Multi-Principal | solidificação direcional | Solidificação

Resumo

As ligas de elemento multi-principal (LEMPs) e ligas de alta entropia (LAEs) representam uma nova classe de materiais, os quais não apresentam um elemento de liga principal, sendo compostas primariamente por soluções sólidas concentradas de vários elementos de liga diferentes. Várias ligas de composições diferentes desta classe já foram estudadas, sendo que a literatura dá um foco especial para as ligas multicomponente que envolvem misturas de metais de transição pertencentes a família 3-d da tabela periódica, ou seja, metais entre o Ti e o Cu. Dentre estas ligas, numeras composições do sistema CrCoNiAl se destacam por apresentarem excelentes propriedades, como resistência mecânica, ductilidade e resistência à corrosão. O desenvolvimento destas ligas tem dado foco à busca por composições que formem estruturas cúbicas de face centrada (CFC). Entretanto, há estudos que apontam que ligas duplex, as quais apresentam microestruturas compostas de ambas as fases cúbicas de corpo centrado (CCC) e cubica de face centrada (CFC), sejam capazes de apresentarem excelentes propriedades mecânicas.Neste projeto, será realizada a fabricação de um lingote da liga Cr44Co35Ni16Al5, a qual foi escolhida a partir de análises e cálculos termodinâmicos realizados com o software Thermo-Calc®¬. Essa liga pertencente ao sistema CrCoNiAl apresenta uma composição promissora para a formação de uma estrutura duplex. O lingote dessa liga será fabricado através de experimentos de solidificação direcional em regime transiente de extração de calor. Os objetivos desse trabalho são: i) o desenvolvimento do processo de solidificação direcional em regime transiente de extração de calor utilizando a LEMP Cr44Co35Ni16Al5; ii) Análise microestrutural com efetiva correlação com taxa de resfriamento, cuja variação será determinada experimentalmente por meio da utilização de termopares; e iii) Avaliação das propriedades mecânicas e de corrosão decorrentes em amostras solidificadas em condições distintas de taxas de resfriamento.Foram realizados cálculos termodinâmicos que apontam para algumas composições do sistema CrCoNiAl promissoras para a formação de estrutura duplex. Será realizada então a fabricação da liga selecionada por esses métodos termodinâmicos através experimentos de solidificação direcional em regime transitório de extração de calor, visando analisar e correlacionar os parâmetros microestruturais e parâmetros térmicos de solidificação para as ligas CFC + CCC duplex no sistema CrCoNiAl. Elas serão estudadas na condição bruta de fusão por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de transmissão (MET). Serão também realizados ensaios mecânicos de microdureza Vickeres e de tração, assim como ensaios de corrosão.