Projeção liquidus e seção isotérmica a 1200°C do sistema ternário Al-V-Zr

• Autor(a) principal: Denis Felipe de Barros
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://doi.org/10.11606/T.97.2023.tde-12012024-135637

Ligas de Alta Entropia contendo Al-Nb-Ti-V-Zr estão sendo estudadas em nosso grupo de pesquisa visando ao desenvolvimento de ligas aeronáuticas para altas temperaturas utilizando Al e metais refratários e de alto ponto de fusão com baixa massa específica. Os diagramas de fases são ferramentas necessárias para o desenvolvimento e otimização de novas ligas, indicando melhores composições para obter uma estrutura monofásica em solução sólida. O objetivo do presente trabalho é a investigação experimental do sistema ternário Al-V-Zr. Ligas desse sistema foram fundidas em um forno a arco com cadinho de cobre refrigerado a água e eletrodo não consumível de tungstênio sob atmosfera de argônio. Parte das amostras foram analisadas em sua estrutura bruta de fusão e parte foram embrulhadas em folhas de Zr e tratadas a 1200°C por 10 dias para alcançar o equilíbrio termodinâmico, usando tubos de sílica em vácuo primário (~10-2 mbar). Para a observação das microestruturas, as amostras foram preparadas pelo método metalográfico padrão. As composições e microestruturas das amostras foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). A caracterização microestrutural das amostras foi complementada por difratometria de raios X (DRX) utilizando pó e radiação de Cu-kα. Na literatura, é indicada a existência de duas fases ternárias para o sistema Al-V-Zr a 1100°C com estequiometrias Zr0,9V0,4Al2,7 e Zr13V2Al5. O presente trabalho propõe, pela primeira vez na literatura, a projeção liquidus do sistema Al-V-Zr. Os resultados indicaram que a fase ternária Zr0,9V0,4Al2,7 é formada a partir do líquido. Os limites das regiões de precipitação primárias foram propostos, incluindo as transformações invariantes e monovariantes. A região de precipitação primária de ZrAl2 estende-se para o interior da projeção liquidus, tendo limites comuns com a maioria das outras fases, exceto pelos aluminetos de vanádio. Nesse estudo, das duas fases ternárias reportadas na literatura, somente a fase Zr0,9V0,4Al2,7 foi observada ser estável a 1200°C. Um outro composto foi observado, com protótipo Ti2Ni, que pode ser uma fase estabilizada por oxigênio com estequiometria Zr3V3O.