Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/32659
Type: Dissertação
Title: Caracterização microestrutural e mecânica da liga de alta entropia CrMnFeCoNi conformada por laminação
Authors: Gustavo Henrique Sousa
First Advisor: Eric Marchezini Mazzer
First Co-advisor: Guilherme Zepon
First Referee: Leandro de Arruda Santos
Second Referee: Witor Wolf
Abstract: Ligas de alta entropia (LAE) são ligas que normalmente contêm cinco ou mais elementos principais em frações atômicas que variam entre 5% e 35%. Apesar da presença de um grande número de componentes, as LAE geralmente apresentam estruturas cristalinas simples, tais como cúbicas de face centradas (CFC). A característica distintiva dessas ligas foi originalmente atribuída à alta entropia configuracional associada à mistura de um grande número de constituintes, possibilitando a formação de soluções sólidas simples. Desde então, esta nova classe de ligas vem sendo extensivamente estudada, e tem atraído atenção da academia, sendo reportadas com muitas propriedades interessantes e, em alguns casos, consideravelmente melhores do que as verificadas nos materiais tradicionais, bem como: resistência ao desgaste, resistência em altas temperaturas, elevada dureza, boa estabilidade térmica, boas características de resistência á fadiga e boa resistência á corrosão. Pesquisas para potenciais aplicações das ligas de alta entropia estão utilizando o processamento termomecânico envolvendo elevados níveis de deformações para refinar a microestrutura dessas ligas, e a laminação a frio tem se mostrado a tecnologia principal para melhorar a resistência dessas ligas. Partindo deste contexto, este trabalho relata os efeitos da laminação a frio na microestrutura final e nas propriedades mecânicas de uma LAE CrMnFeCoNi processada por conformação por spray e laminada a frio com deformações verdadeiras de 30, 50, 90 e 146%. Os resultados apresentaram uma liga com excelente trabalhabilidade e exibiram uma grande capacidade de endurecimento no trabalho em laminação a frio. Verificou-se que na amostra em condição bruta de spray os grãos estão aleatoriamente orientados e, durante a laminação a frio, as amostras indicaram uma formação de textura do tipo {220}. Como efeito do trabalho a frio, ocorreram as interações típicas de Discordância-Discordância e outras interações de Discordância-Contornos de Maclas, com a maclação contribuindo significativamente para o aumento de resistência mecânica por conta dos contornos extras introduzidos durante a maclação, fenômeno conhecido como efeito Hall-Petch Dinâmico. A liga de alta entropia CrMnFeCoNi na condição bruta de spray apresentou limite de escoamento de 319,0 MPa, limite de resistência à tração de 671,7 MPa e alongamento de 43,6%. Já a amostra com deformação verdadeira de 146% apresentou elevado limite de resistência e escoamento, cerca de 1256 MPa, ao custo da ductilidade.
Abstract: High-entropy alloys (HEAs) are defined as alloys that normally contain five or more major elements in atomic fractions ranging from 5% to 35%. Despite the presence of a large number of components, HEAs often show rather simple crystal structures such as faces centered cubic (FCC). The distinctive feature of these alloys was originally attributed to the high configurational entropy associated with the mixing of a large number of constituents, allowing the formation of simple solid solutions. Since then, this new class of alloys has been extensively studied, and has attracted attention from academia, being reported with many interesting properties. In some cases the properties may be considerably better than those found in traditional materials, such as: good wear resistance, high temperatures resistance, high hardness, good thermal stability, good fatigue resistance characteristics and good corrosion resistance. Research for potential applications of high entropy alloys are using thermomechanical processing involving high deformation levels to refine the microstructure of these alloys and, cold rolling has been shown to be the main technology to improve the strength of these alloys. From this context, this work reports the effects of cold rolling on the final microstructure and the mechanical properties of a CrMnFeCoNi HEA processed by spray-formed and deformed to 30, 50, 90 and 146% of true strain. The results presented an alloy with excellent workability and exhibited a large work hardening capacity in cold rolling. The sample in as-sprayed condition is texture free and during cold rolled, the samples indicated a formation of {220} type texture. During cold rolling occurred the typical dislocation interactions dislocation-dislocation and the other from dislocation-mechanical twin boundary interactions, with the twinning contributing significantly to strain hardening because of the extra boundaries introduced during twinning (i.e., the dynamic Hall-Petch effect). The LAE CrMnFeCoNi in as-spray condition showed good results in terms of yield strength, tensile strength and elongation, about 319,0 MPa, 671,7 MPa and 43,6% respectively. The true strain sample of 146%, on the other hand, presented high tensile strength and yield strength, about 1256 MPa, at the cost of ductility.
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/32659
Issue Date: 6-Dec-2019
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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