Efeitos da Fragilização por Hidrogênio no Comportamento Mecânico da Liga de Alta Entropia Cr45Co27,5Ni27,5 Fabricada por Manufatura Aditiva

• Processo: 25/04644-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Claudemiro Bolfarini
• Beneficiário: Thiago Roberto Felisardo Cavalcante
• 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): Fragilização por hidrogênio Ligas de alta entropia Impressão tridimensional Resistência mecânica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fragilização por hidrogênio | Lae | Ligas de Alta Entropia | Manufatura Aditiva | resistencia mecanica | Manufatura Aditiva, Fragilização por Hidrogênio, LAE

Resumo

A fragilização por hidrogênio (FH) representa um grande desafio no que diz respeito à integridade estrutural de ligas metálicas utilizadas nas aplicações de engenharia, em especial, nos setores aeronáutico e automotivo. Por suas facilidades e grande potencial, a Manufatura Aditiva (MA) tem despertado notável interesse da comunidade científica internacional, particularmente no processamento de ligas de alta entropia (LAEs), devido à sua capacidade única de produzir peças geometricamente complexas próximas ao formato final (near net shape), caracterizando-se por condições de fusão e solidificação altamente localizadas que resultam em microestruturas fora do equilíbrio com propriedades mecânicas potencialmente superiores às obtidas por rotas convencionais. Diversos sistemas de LAEs foram processados com sucesso via MA, incluindo CrMnFeCoNi, CrFeCoNi, AlCoCrFeNi e AlCoCrFeNiTi0.5, além de variantes com gradiente composicional e estruturas laminadas. Esta pesquisa visa avaliar a suscetibilidade à FH da liga metálica de alta entropia Cr45Co27,5Ni27,5 quando fabricada por fusão em leito de pó por feixe de laser (FLP-L), examinando como a microestrutura específica da MA influencia a absorção e difusão de hidrogênio e consequente fragilização. O projeto envolverá o carregamento eletroquímico de hidrogênio, ensaios mecânicos (tração, ensaio de taxa de deformação lenta e tenacidade à fratura) e análise microestrutural via microscopias eletrônica de varredura, difração de elétrons retroespalhados e microscopia de transmissão e difração de raios X, além das técnicas de tomografia por sonda atômica e espectroscopia de dessorção térmica. Espera-se que os resultados contribuam significativamente para a seleção e processamento de ligas metálicas de alta entropia por MA, assegurando sua integridade estrutural em ambientes ricos em hidrogênio. Do ponto de vista científico deve-se ressaltar que a estrutura intrínseca das ligas de alta entropia representa um ambiente único para o estudo da fragilização por hidrogênio de ligas metálicas porque os mecanismos de difusão e de efeito do hidrogênio devem ser totalmente únicos nessas ligas, o que pode desvendar ou acrescentar muito conhecimento a esse fenômeno, ainda pouco entendido para os aços e para as ligas de titânio. Conhecimento esse que, eventualmente, poderá ser transladado para outros sistemas metálicos.