Avaliação experimental do sistema Cr-Nb-V: projeção liquidus e seção isotérmica a 1100°C
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97134/tde-01112023-102022/ |
Resumo: | Atualmente, uma nova classe de ligas está sendo investigada pela comunidade científica, e são conhecidas como ligas de alta entropia (HEAs - High Entropy Alloys), ou ligas de elementos multi-principais, as quais combinam cinco ou mais elementos em proporções equiatômicas ou semiequiatômicas. Visando futuras aplicações estruturais em elevadas temperaturas, como na indústria aeroespacial, os metais de alto ponto de fusão e baixa densidade são importantes constituintes destas ligas. Para essas aplicações, as microestruturas das ligas tendem a se aproximar do equilíbrio termodinâmico quando em uso. Neste contexto, é importante o conhecimento do equilíbrio de fases em sistemas ternários tais como o Cr-NbV, objeto de estudo deste trabalho. Desta forma, uma projeção liquidus e uma seção isotérmica a 1100 °C são propostas neste trabalho, as quais não há informações disponíveis na literatura. Essas propostas são baseadas nos resultados de caracterização microestrutural de ligas nos estados bruto de fusão e após tratamento térmico, realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difratometria de raios X (DRX). Os resultados das amostras brutas de fusão sugerem uma projeção liquidus com predominância de precipitação primária da fase CCC, e duas diferentes regiões de precipitação primária das fases intermetálicas, uma delas sendo da fase de Laves C15, proveniente do binário Cr-Nb, e a outra sendo da fase de Laves C14/C36, que se transforma em C15 no resfriamento, localizada na região mais central do ternário. As análises das ligas tratadas a 1100 °C da seção isotérmica mostraram que a solubilidade máxima de vanádio na fase de Laves (C15) foi de ~34 % at. V, que é compatível com o aumento de solubilidade de vanádio com a diminuição da temperatura indicados em outras seções isotérmicas (1350 e 1000 ºC) publicadas na literatura. |
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Avaliação experimental do sistema Cr-Nb-V: projeção liquidus e seção isotérmica a 1100°CExperimental evaluation of the Cr-Nb-V system: liquidus projection and isothermal section at 1100°CCr-Nb-V SystemIsothermalLiquidus projectionProjeção liquidusSeção isotérmica a 1100 °Csection at 1100°CSistema Cr-Nb-VAtualmente, uma nova classe de ligas está sendo investigada pela comunidade científica, e são conhecidas como ligas de alta entropia (HEAs - High Entropy Alloys), ou ligas de elementos multi-principais, as quais combinam cinco ou mais elementos em proporções equiatômicas ou semiequiatômicas. Visando futuras aplicações estruturais em elevadas temperaturas, como na indústria aeroespacial, os metais de alto ponto de fusão e baixa densidade são importantes constituintes destas ligas. Para essas aplicações, as microestruturas das ligas tendem a se aproximar do equilíbrio termodinâmico quando em uso. Neste contexto, é importante o conhecimento do equilíbrio de fases em sistemas ternários tais como o Cr-NbV, objeto de estudo deste trabalho. Desta forma, uma projeção liquidus e uma seção isotérmica a 1100 °C são propostas neste trabalho, as quais não há informações disponíveis na literatura. Essas propostas são baseadas nos resultados de caracterização microestrutural de ligas nos estados bruto de fusão e após tratamento térmico, realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e difratometria de raios X (DRX). Os resultados das amostras brutas de fusão sugerem uma projeção liquidus com predominância de precipitação primária da fase CCC, e duas diferentes regiões de precipitação primária das fases intermetálicas, uma delas sendo da fase de Laves C15, proveniente do binário Cr-Nb, e a outra sendo da fase de Laves C14/C36, que se transforma em C15 no resfriamento, localizada na região mais central do ternário. As análises das ligas tratadas a 1100 °C da seção isotérmica mostraram que a solubilidade máxima de vanádio na fase de Laves (C15) foi de ~34 % at. V, que é compatível com o aumento de solubilidade de vanádio com a diminuição da temperatura indicados em outras seções isotérmicas (1350 e 1000 ºC) publicadas na literatura.Currently, a new class of alloys is being investigated by the scientific community, and they are known as high entropy alloys (HEAs), or multiprincipal element alloys, which combine five or more elements in equiatomic or semi-atomic proportions. -equiatomic. Aiming at future structural applications at high temperatures, such as in the aerospace industry, metals with a high melting point and low density are important constituents of these alloys. For these applications, the microstructures of the alloys tend to approach thermodynamic equilibrium when in use. In this context, it is important to know the phase equilibrium in ternary systems such as Cr-Nb-V, the object of study in this work. Thus, a liquidus projection and an isothermal section at 1100 °C are proposed in this work, in which there is no information available in the literature. These proposals are based on the results of microstructural characterization of alloys in the as-cast states and after heat treatment, carried out by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction (XRD). The results of the crude melting samples suggest a liquidus projection with a predominance of primary precipitation of the CCC phase, and two different regions of primary precipitation of the intermetallic phases, one of them being from the Laves C15 phase, from the Cr-Nb binary, the other being from the Laves phase C14/C36, which turns into C15 on cooling, located in the most central region of the ternary. The analysis of the alloys treated at 1100 °C of the isothermal section showed that the maximum solubility of vanadium in the Laves phase (C15) was ~34 % at. V, which is compatible with the increase in vanadium solubility with decreasing temperature indicated in other isothermal sections (1350 and 1000 ºC) published in the literature.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCoelho, Gilberto CarvalhoLuiz, Jéssica Vicente2023-05-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97134/tde-01112023-102022/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2023-11-01T12:25:03Zoai:teses.usp.br:tde-01112023-102022Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-11-01T12:25:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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