Ref.: MmeCa15-002
Apresentador: Katia Regina Cardoso
Autores (Instituição): Souto, C.A.(Universidade Federal de São Paulo); Mirhan, A.R.(Universidade Federal de São Paulo); Perfi, R.M.(Universidade Federal do ABC); Santos, S.F.(Universidade Federal do ABC); Cardoso, K.R.(Universidade Federal de São Paulo);
Resumo:
Materiais estruturais metálicos com alta resistência mecânica e à corrosão têm despertado grande interesse na ciência e engenharia de materiais. Uma classe promissora são as ligas de alta-entropia (LAE), que consistem em ligas multicomponentes com fases em solução sólida e propriedades otimizadas sob a variação de seus elementos constituintes. Estas ligas, com composições equiatômicas ou próximas, variando entre 5% e 35% at. têm sido objeto de estudo, particularmente no sistema Al-Co-Cr-Fe-Ni, o qual é amplamente investigado há mais de uma década. As LAEs baseadas neste sistema apresentam alta resistência mecânica, principalmente devido à formação preferencial de fases com estrutura cúbica de corpo centrado (CCC), o que confere alta dureza e resistência ao desgaste. Neste contexto, este trabalho visa desenvolver LAEs nos sistemas Al-Co-Cr-Ni-V e Al-Co-Cr-Fe-Ni-V, direcionadas para aplicações que requerem alta dureza, resistência à corrosão e ao desgaste. Os objetivos deste trabalho são o projeto e a caracterização de ligas desses sistemas com microestruturas compostas por fases em soluções sólidas com estrutura CCC. O projeto das ligas baseou-se nos parâmetros empíricos relatados na literatura para obtenção de soluções sólidas em LAE, além do uso do método CALPHAD com o software ThermoCalc, permitindo prever as fases, suas composições e propriedades mecânicas. As ligas foram produzidas por fusão a arco e caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X. Na avaliação das propriedades mecânicas e químicas foram efetuados ensaios de dureza (micro e nanodureza) e de resistência à corrosão. As LAEs obtidas apresentaram-se bifásicas no estado bruto de fusão, com microestrutura composta por fases CCC, uma ordenada B2 e outra desordenada A2, exibindo morfologia dendrítica e segregações nas regiões interdendríticas. Tratamentos térmicos de homogeneização reduziram levemente a segregação, mantendo a morfologia dendrítica. Os valores de dureza encontrados para as ligas na condição bruta de fusão variam de 500 HV e 735 HV e os módulos de elasticidade entre 160 e 217 GPa, sendo as ligas com maiores quantidades relativas de V as que se mostraram, em média, com as maiores durezas e os maiores módulo de elasticidade. Os resultados das caracterizações foram comparados com as simulações do ThermoCalc, mostrando-se consistentes, com pequenas variações observadas. Com relação ao comportamento em corrosão, avaliado por ensaios potenciodinâmicos, as amostras contendo Fe apresentaram comportamento superior, em especial a liga equimolar. As ligas contendo Fe apresentaram maiores potenciais de corrosão, maiores potencias de pitting e menores correntes de corrosão quando comparadas às ligas sem Fe.