Análise da não homogeneidade em nucleação e crescimento via descritores microestruturais não convencionais

• Autor(a) principal: Teixeira, Laís Longo de Morais
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/28792
• topic: Simulação computacional; Cone causal; Nucleação e crescimento; Transformação de fases; Nucleações não homogêneas; Cinética; Modelamento microestrutural; Engenharia Metalúrgica; Produção intelectual; Computer simulation; Causal cone; Nucleation and growth; Phase transformation; Inhomogeneous nucleations

As estruturas que se observam nos materiais metálicos dependem diretamente de transformações de fases que ocorrem em seu processamento. Estas transformações resultam, de maneira geral, na formação de vários núcleos da nova fase, seguido pelo crescimento. Essas nucleações podem ser caracterizadas como homogêneas e não homogêneas de acordo com os sítios onde esses núcleos se encontram. Na nucleação homogênea esses sítios são distribuídos uniforme e aleatoriamente na nova fase. Já nas nucleações não homogêneas, existem sítios preferenciais para a ocorrência desses novos núcleos, que ficam dispostos de forma heterogênea na nova fase. A maneira como esses núcleos surgem e crescem na microestrutura tem grande influência nas características físicas e mecânicas finais dos materiais. Justificando assim, a importância do estudo desses fenômenos. Para análise microestrutural da cinética de nucleação desses materiais existem modelos analíticos como o clássico desenvolvido por Johnson e Mehl [1], Avrami [2]–[4] e Kolmogorov [5] ­ JMAK, o moderno modelo de Rios e Villa [6] e também o modelo de Cahn [7]. No presente trabalho foi estudado e comparado, através de técnicas de simulação e modelamento microestrutural, a cinética de nucleação e crescimento para a nucleação homogênea e diferentes tipos de nucleações não homogêneas. Isto foi possível por meio de reprodução dos processos de nucleação baseados no método do Cone Causal. Foram feitas então, comparações entre o ponto de vista analítico e a simulação computacional, a fim de analisar os mecanismos de cada nucleação por meio de análises microestruturais e quantitativas, convencionalmente utilizadas como: fração volumétrica, área superficial, caminho microestrutural, velocidade de avanço e contiguidade. Também foram utilizadas técnicas menos convencionais, como a função correlação de pares, a função correção e o método de verificação da aleatoriedade da nucleação desenvolvido por Pinheiro [8]. Essas técnicas obtiveram excelente resultados para o estudo da nucleação e crescimento. Nota­se, também, que a conformidade entre o método de JMAK com a simulação computacional, varia de acordo com os tipos de nucleação e que é necessário avaliar o método analítico pertinente para cada caso. Por fim, constatou­se, que as microestruturas variam de acordo com os diferentes sítios de nucleação.