Projeção liquidus do sistema Al-Ta-V
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
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-07122022-121348/ |
Resumo: | A determinação do equilíbrio de fases no sistema Al-Ta-V possui um papel importante para o desenvolvimento das ligas de elementos multiprincipais refratárias com a adição de Al. Para contribuir com os dados da literatura relativos a este sistema ternário e contribuir com o desenvolvimento destas ligas, a projeção liquidus do sistema Al-Ta-V é proposta pela primeira vez neste trabalho. As investigações experimentais foram acompanhadas pela caracterização microestrutural de vinte e cinco amostras no estado bruto de fusão, pelas análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) elétrons retroespalhados (BSE), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e difratometria de raios X (XRD). Assim como é observado nos sistemas binários limítrofes ao ternário Al-Ta-V, bem como nas seções isotérmicas disponíveis, a região de precipitação primária da fase BCC é preponderante às demais fases. Não houve indício de uma separação de fases entre VAl3 e (ε)-TaAl3, o que leva a sugerir uma fase MeAl3 formada por uma solução sólida completa que conecta os diagramas (Al-Ta e Al-V). Todas as regiões de precipitação primária para teores de Al inferiores a 90 at.% (BCC, σ, Ta39Al69, V5Al8, MeAl3) foram identificadas. Duas reações invariantes de classe II e uma de classe III são sugeridas baseadas nos dados experimentais: (UI) Liq + σ ↔ BCC + Ta39Al69, (UII) Liq + Ta39Al69 ↔ V5Al8 + MeAl3 e (PI) Liq + BCC + V5Al8 ↔ Ta39Al69, enquanto outras três reações invariantes (duas classes II e uma classe III) acima de 95 at.% foram baseadas na extrapolação termodinâmica dos binários: (UIII) Liq + V4Al23 ↔ MeAl3 + V7Al45, (UIV) Liq + V7Al45 ↔ MeAl3 + V2Al21, (PII) Liq + MeAl3 + V2Al21 ↔ (Al). A fase ternária τ-Al35-48Ta32-42V17-30 (oC28) previamente reportada na literatura não foi observada nas microestruturas das amostras no estado bruto de fusão, sugerindo que sua formação ocorra por reação no estado sólido. |
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Projeção liquidus do sistema Al-Ta-VLiquidus projection of the Al-Ta-V systemliquidus projectionAl-Ta-V systemDiagrama de fasesLigas de elementos multiprincipaisMultiprincipal element alloysPhase diagramProjeção liquidusSistema Al-Ta-VA determinação do equilíbrio de fases no sistema Al-Ta-V possui um papel importante para o desenvolvimento das ligas de elementos multiprincipais refratárias com a adição de Al. Para contribuir com os dados da literatura relativos a este sistema ternário e contribuir com o desenvolvimento destas ligas, a projeção liquidus do sistema Al-Ta-V é proposta pela primeira vez neste trabalho. As investigações experimentais foram acompanhadas pela caracterização microestrutural de vinte e cinco amostras no estado bruto de fusão, pelas análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) elétrons retroespalhados (BSE), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e difratometria de raios X (XRD). Assim como é observado nos sistemas binários limítrofes ao ternário Al-Ta-V, bem como nas seções isotérmicas disponíveis, a região de precipitação primária da fase BCC é preponderante às demais fases. Não houve indício de uma separação de fases entre VAl3 e (ε)-TaAl3, o que leva a sugerir uma fase MeAl3 formada por uma solução sólida completa que conecta os diagramas (Al-Ta e Al-V). Todas as regiões de precipitação primária para teores de Al inferiores a 90 at.% (BCC, σ, Ta39Al69, V5Al8, MeAl3) foram identificadas. Duas reações invariantes de classe II e uma de classe III são sugeridas baseadas nos dados experimentais: (UI) Liq + σ ↔ BCC + Ta39Al69, (UII) Liq + Ta39Al69 ↔ V5Al8 + MeAl3 e (PI) Liq + BCC + V5Al8 ↔ Ta39Al69, enquanto outras três reações invariantes (duas classes II e uma classe III) acima de 95 at.% foram baseadas na extrapolação termodinâmica dos binários: (UIII) Liq + V4Al23 ↔ MeAl3 + V7Al45, (UIV) Liq + V7Al45 ↔ MeAl3 + V2Al21, (PII) Liq + MeAl3 + V2Al21 ↔ (Al). A fase ternária τ-Al35-48Ta32-42V17-30 (oC28) previamente reportada na literatura não foi observada nas microestruturas das amostras no estado bruto de fusão, sugerindo que sua formação ocorra por reação no estado sólido.Phase equilibria in the Al-Ta-V system have an important role for designing Al-containing, refractory multiprincipal element alloys. In order to improve the literature data related to this system and contribute with the development of alloys with good microstructural stability and oxidation resistance, the liquidus projection of the Al-Ta-V system is proposed for the first time in the present work. The experimental investigations were carried out via microstructural characterization of twenty-five as-cast alloys using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffractometry (XRD). The primary precipitation field of BCC is preponderant in relation to those of the other phases. No signal of phase separation was observed between VAl3 and (&épsilon;)-TaAl3, which suggest a MeAl3 solid solution connecting the Al-Ta and Al-V binary systems. All the primary precipitation fields for alloys with Al contents smaller than 90 at.% (BCC, σ, Ta39Al69, V5Al8, MeAl3) were determined. Two class II and one class III ternary invariant reactions are suggested based on experimental data: (UI) Liq + σ ↔ BCC + Ta39Al69, (UII) Liq + Ta39Al69 ↔ V5Al8 + MeAl3 and (PI) Liq + BCC + V5Al8 ↔ Ta39Al69, while three other invariant reactions (two class II and one class III) for Al content higher than 95 at.% were based on thermodynamic extrapolated data from the binary systems: (UIII) Liq + V4Al23 ↔ MeAl3 + V7Al45, (UIV) Liq + V7Al45 ↔ MeAl3 + V2Al21, (PII) Liq + MeAl3 + V2Al21 ↔ (Al).The ternary compound τ-Al35-48Ta32-42V17-30 reported in the literature was not observed in the microstructures of the as-cast alloys obtained in the present work, suggesting that its formations occurs from a solid-state reaction.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCoelho, Gilberto CarvalhoAbreu, Danilo Alencar de2022-09-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97134/tde-07122022-121348/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/openAccesspor2022-12-07T14:18:55Zoai:teses.usp.br:tde-07122022-121348Biblioteca 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:27212022-12-07T14:18:55Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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