Interação do hidrogênio com a microestrutura da liga de alta entropia Fe38Mn25Ni24Co5Cr2Al4Ti2 endurecível por precipitação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Marques, Sara Corrêa
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/12934
Resumo: Visando superar a demanda por materiais cada vez mais avançados, uma nova classe de ligas metálicas vem sendo estudada: as ligas de alta entropia. As mesmas foram definidas como ligas metálicas compostas por múltiplos elementos principais que se organizam em uma microestrutura monofásica. O emprego do mecanismo de endurecimento por precipitação em ligas de alta entropia pode proporcionar significativo ganho de resistência mecânica. Atualmente, há um grande esforço em se produzir ligas metálicas com alta resistência mecânica, alta resistência à corrosão e à fragilização pelo hidrogênio. É nesse contexto que se enquadra o presente trabalho. Essa dissertação consistiu no estudo da interação do hidrogênio com a liga de alta entropia endurecível por precipitação Fe38Mn25Ni24Co5Cr2Al4Ti2. Para tal, a liga foi fabricada experimentalmente e, em seguida, submetida a processamento termomecânico. O software de simulação computacional Thermo-Calc® foi empregado para auxiliar na escolha da composição. Diversas análises foram conduzidas, incluindo Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e ensaios mecânicos. O estudo de interação com o hidrogênio foi realizado através de ensaios de permeação por via gasosa e ensaios de tração em amostras hidrogenadas. O ganho de resistência mecânica decorrente de precipitação na matriz, obtida através de tratamento térmico de envelhecimento, pôde ser observado pelos ensaios de tração realizados. Foi possível concluir que a liga, tanto no estado solubilizado quanto no estado envelhecido, apresenta baixa difusividade de hidrogênio, comparável a aços inoxidáveis duplex e a inconéis. Os resultados experimentais obtidos demonstram o caráter promissor da liga fabricada para aplicações em ambientes severos.
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Essa dissertação consistiu no estudo da interação do hidrogênio com a liga de alta entropia endurecível por precipitação Fe38Mn25Ni24Co5Cr2Al4Ti2. Para tal, a liga foi fabricada experimentalmente e, em seguida, submetida a processamento termomecânico. O software de simulação computacional Thermo-Calc® foi empregado para auxiliar na escolha da composição. Diversas análises foram conduzidas, incluindo Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e ensaios mecânicos. O estudo de interação com o hidrogênio foi realizado através de ensaios de permeação por via gasosa e ensaios de tração em amostras hidrogenadas. O ganho de resistência mecânica decorrente de precipitação na matriz, obtida através de tratamento térmico de envelhecimento, pôde ser observado pelos ensaios de tração realizados. Foi possível concluir que a liga, tanto no estado solubilizado quanto no estado envelhecido, apresenta baixa difusividade de hidrogênio, comparável a aços inoxidáveis duplex e a inconéis. Os resultados experimentais obtidos demonstram o caráter promissor da liga fabricada para aplicações em ambientes severos.In the context of overcoming the requirements for materials with exceptional properties, a new class of alloys is being studied. High entropy alloys were defined as solid solution alloys that contain multiple principal elements. The concept of high entropy alloys introduces a new path of developing advanced materials with unique properties. The possibility to promote the precipitation hardening mechanism in high entropy alloys means an important gain in mechanical performance. Nowadays, there is a great effort in producing metallic alloys with high mechanical resistance associated with high resistance to corrosion and to hydrogen embrittlement. It is in this context that the present work fits. The interaction between hydrogen and the microstructure of the precipitationhardened high entropy alloy Fe38Mn25Ni24Co5Cr2Al4Ti2 was investigated in the present work. The alloy was experimentally fabricated and, subsequently, thermo-mechanically processed. Computer simulation via Thermo-Calc® was used to aid the determination of the composition. Several analyses were conducted, including X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) e mechanical tests. The study of the hydrogen interaction with the alloy was analyzed by gaseous permeation tests e tensile tests in hydrogenated samples. The improvement of mechanical properties by precipitation hardening was observed by analyzing the tensile tests. Low hydrogen diffusivity was observed at the alloy in the homogenized and precipitated states, comparable to duplex stainless steels and inconels. The experimental results obtained in the present work demonstrate the promising properties of the fabricated alloy for severe applications.Submitted by Daniele Fonseca (daniele@ct.ufrj.br) on 2020-08-14T13:32:55Z No. of bitstreams: 1 SaraCorreaMarques-min.pdf: 3500177 bytes, checksum: 0c3c32828efe9d966e60ff50710f5ab6 (MD5)Made available in DSpace on 2020-08-14T13:32:56Z (GMT). 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