Efeitos de uma zona de exclusão ao redor dos núcleos na transformação de fase
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/26790 |
Resumo: | Nesta dissertação são estudadas transformações de fase no estado sólido cuja nucleação ocorre com uma zona de exclusão ao redor dos núcleos, ou seja, cada núcleo possui, ao seu redor, uma região livre em que não existe outro. Esta situação foi reportada em um estudo de envelhecimento em uma superliga Ni-Al-Cr com adições de W. Embora a causa deste fenômeno deva ser estudada caso a caso, uma possível razão poderia ser o empobrecimento de soluto nas regiões adjacentes aos núcleos recém-formados. Neste trabalho, foram estudadas transformações em 2D e 3D nucleadas com zona de exclusão e por saturação de sítios. A nucleação para a transformação em 2D foi modelada utilizando os processos de ponto Matérn I, Matérn II, Hardcore Strauss e Sequencial. Em 3D, a nucleação foi modelada pelo processo Sequencial. O crescimento foi modelado, em ambos os casos, pelo método do cone causal. Uma característica importante deste tipo de nucleação é que a distribuição de núcleos permanece uniforme no espaço, mas não segue a distribuição de Poisson. Em consequência disto, ao contrário da nucleação nos contornos de grão e da nucleação com clustering, por exemplo, o efeito na microestrutura é pouco perceptível visualmente. Dessa forma, foram utilizados diferentes descritores para caracterizar a transformação, como a função correlação de dois pontos e a contiguidade em adição aos parâmetros mais comumente aplicados em metalurgia e ciência dos materiais. Os resultados obtidos demonstram que a cinética de transformação com zona de exclusão se encontra entre a cinética de uma transformação nucleada por processo de ponto de Poisson e um caso limite hipotético onde os núcleos estão distribuídos periodicamente. Foi observado que o principal efeito da nucleação com zona de exclusão é um adiamento do impingement. Este efeito foi detectado por todos os descritores microestruturais aplicados. Além disso, em parte dos casos estudados, foi observada uma grande uniformidade na distribuição de tamanho de grãos. |
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A nucleação para a transformação em 2D foi modelada utilizando os processos de ponto Matérn I, Matérn II, Hardcore Strauss e Sequencial. Em 3D, a nucleação foi modelada pelo processo Sequencial. O crescimento foi modelado, em ambos os casos, pelo método do cone causal. Uma característica importante deste tipo de nucleação é que a distribuição de núcleos permanece uniforme no espaço, mas não segue a distribuição de Poisson. Em consequência disto, ao contrário da nucleação nos contornos de grão e da nucleação com clustering, por exemplo, o efeito na microestrutura é pouco perceptível visualmente. Dessa forma, foram utilizados diferentes descritores para caracterizar a transformação, como a função correlação de dois pontos e a contiguidade em adição aos parâmetros mais comumente aplicados em metalurgia e ciência dos materiais. Os resultados obtidos demonstram que a cinética de transformação com zona de exclusão se encontra entre a cinética de uma transformação nucleada por processo de ponto de Poisson e um caso limite hipotético onde os núcleos estão distribuídos periodicamente. Foi observado que o principal efeito da nucleação com zona de exclusão é um adiamento do impingement. Este efeito foi detectado por todos os descritores microestruturais aplicados. Além disso, em parte dos casos estudados, foi observada uma grande uniformidade na distribuição de tamanho de grãos.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior.In this dissertation solid state phase transformations whose nucleation occurs with an exclusion zone around the nuclei are studied, that is, each nucleus has, around it, a free region in which there is no other nucleus. This was reported in an aging study in a Ni-Al-Cr superalloy with W additions. Although the cause of this phenomenon should be studied on a case-by-case basis, a possible reason could be solute depletion in the regions adjacent to the newly grown nuclei. In this work, 2D and 3D site saturation transformations with exclusion zone were studied. The nucleus for the 2D transformation are modeled using the Matern I, Matern II, Hardcore Strauss and Sequential point processes. In 3D, nucleation is modeled by the Sequential process. Growth is modeled in both cases by the causal cone method. An important caracteristic of this type of nucleation is that the nucleus distribution remains uniform in space but does not follow the Poisson distribution. As a result, unlike grain boundary nucleus and clustered nucleation, for example, the effect on the microstructure is barely noticeable visually. Thus, different descriptors were used to characterize the transformation, such as the two-point correlation function and contiguity in addition to the most commonly applied parameters in metallurgy and materials science. The results show that the exclusion zone transformation kinetics is between the kinetics of a Poisson point nucleated transformation and a hypothetical boundary case where the nuclei are periodically distributed. It was observed that the main effect of exclusion zone nucleation is a postponement of impingement. This effect was detected by all applied microstructural descriptors. In addition, in some of the cases studied, a bigger uniformity in grain size distribution was observed.94 p.Rios, Paulo Rangelhttp://lattes.cnpq.br/2150558011507981Assis, Weslley Luiz da Silvahttp://lattes.cnpq.br/8444210181194986Alves, André Luiz Moraeshttp://lattes.cnpq.br/2322415620914430Tomaszewski, Ingrid Meirelles Salvinohttp://lattes.cnpq.br/8214112416896676http://lattes.cnpq.br/8496311995783014Ventura, Harison da Silva2022-11-03T20:26:00Z2022-11-03T20:26:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfVENTURA, Harison da Silva. Efeitos de uma zona de exclusão ao redor dos núcleos na transformação de fase. 2020. 94 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal Fluminense, Volta Redonda, 2020.http://app.uff.br/riuff/handle/1/26790CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-11-03T20:26:05Zoai:app.uff.br:1/26790Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T10:55:48.971536Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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