Ordenamento de curto alcance (SRO) em ligas de média e alta entropia: design e caracterização

• Processo: 23/07403-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Francisco Gil Coury
• Beneficiário: Guilherme Cardeal Stumpf
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Mudança de fase Ligas de alta entropia Deformação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: CrCoNi | Design de Ligas | Ligas de média e alta entropia | Maclação e transformação de fase induzidos por deformação (TWIP | Ordenamento de curto alcance (SRO) | Trip) | Transformações de Fases

Resumo

Ligas de média e alta entropia são uma nova classe de materiais, que diz respeito principalmente à concepção das ligas. Devido à fase matriz possuir múltiplos elementos principais a compreensão de fenômenos que ocorrem em nível atômico se torna desafiadora. Esse é o caso do ordenamento de curto alcance (do inglês Short-Range Order - SRO), um constituinte que envolve primeiros e segundos vizinhos atômicos. O SRO, que é favorecido por preferências químicas entre pares de elementos distintos, pode, por afetar a composição local, influenciar mecanismos importantes de deformação. Como a maclação e a transformação de fase induzidas por deformação, que dependem da energia de falha de empilhamento (intrinsecamente afetada pela composição química). Estes mecanismos ajudam a explicar as ótimas propriedades das ligas de Cantor e da CrCoNi. Sendo que esta última é classificada dentre os materiais de engenharia mais tenazes já ensaiados. Para então compreender melhor essas ligas, recentemente trabalhos de alto impacto vêm estudando a ocorrência de SRO e sua influência sobre as propriedades de ligas de múltiplos elementos principais. No entanto, devido à difícil detecção desse constituinte e de certos equívocos experimentais, pouco ainda é compreendido. Para contornar as atuais dificuldades, este trabalho propõe a fabricação de ligas de CrCoNi com a adição de elementos secundários, que tendam a favorecer a formação de SRO (ao diminuir a entalpia de mistura do sistema) e facilitar a sua detecção (devido às maiores diferenças de fator de espalhamento atômico). Este conceito simples será aliado com o processamento em condições otimizadas (longos tempos e menores temperaturas) e com técnicas avançadas de caracterização (microscopia eletrônica de transmissão, difração de elétrons, ensaios de tração em temperaturas criogênicas, análises térmicas, dentre outras). (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)

BACURAU, VINICIUS P.; MOREIRA, PEDRO A. F. P.; BERTOLI, GUSTAVO; ANDREOLI, ANGELO F.; MAZZER, ERIC; DE ASSIS, FLAVIO F.; GARGARELLA, PITER; KOGA, GUILHERME; STUMPF, GUILHERME C.; FIGUEROA, SANTIAGO J. A.; et al. Comprehensive analysis of ordering in CoCrNi and CrNi₂ alloys. NATURE COMMUNICATIONS, v. 15, n. 1, p. 11-pg., 2024-09-06. (24/02515-2, 17/27031-4, 23/07403-5, 22/02770-7)