dc.contributor.author | Bertoli, Gustavo | |
dc.date.accessioned | 2021-03-16T20:28:43Z | |
dc.date.available | 2021-03-16T20:28:43Z | |
dc.date.issued | 2021-02-19 | |
dc.identifier.citation | BERTOLI, Gustavo. Equilíbrio de fases e propriedades mecânicas da liga de elemento multiprincipal Cr40Co40Ni20. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13991. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13991 | |
dc.description.abstract | In the pursuit for materials with improved performance, multi-principal element alloys (MPEAs) attract the interest of the scientific community, due to their large composition space. Some Cr-Co-Ni alloys stand out with excellent toughness values, among the toughest materials ever made. The notorious mechanical behavior of these alloys is mainly ascribed to the occurrence of twinning-induced plasticity (TWIP) and/or transformation-induced plasticity (TRIP). The present work studied the phase equilibria and mechanical properties of the Cr40Co40Ni20 MPEA, such composition was selected because it is located in a transition region between TWIP alloys and TRIP alloys of the Cr-Co-Ni system. In this work, thermodynamic calculations using the CALPHAD method predicted the formation of a sigma phase, which is often undesirable. Experimentally, the sigma phase could be completely suppressed by kinetic factors, so the alloy presented a matrix with face-centered cubic (FCC) structure, annealing twins, and a second phase: possibly 9R phase and/or cooling-induced hexagonal close-packed (HCP) martensitic phase. These structures with fine morphology provided interface hardening, which contributed to the high intrinsic yield strength (σ0) of 299 MPa, obtained by a Hall-Petch study in tensile tests. The alloy also showed an efficient grain refining strengthening of 667 MPa/µm-0.5 and optimal combinations of mechanical strength and ductility, in addition to high toughness. The explanation for this performance is the high work hardening capacity, mainly ascribed to TRIP and possibly TWIP. In dry-sliding wear tests against alumina pins, the alloy exhibited good wear resistance and a low coefficient of friction (CoF) of 0.12. The present results further evidence the high potential of Cr-Co-Ni alloys, particularly the studied composition, in applications which this set of properties is necessary. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Ligas de elemento multiprincipal | por |
dc.subject | Ligas Cr-Co-Ni | por |
dc.subject | Equilíbrio de fases | por |
dc.subject | TRIP/TWIP | por |
dc.subject | Propriedades mecânicas | por |
dc.subject | Hall-Petch | eng |
dc.subject | Multi-principal element alloys | eng |
dc.subject | Cr-Co-Ni alloys | eng |
dc.subject | Phase equilibria | eng |
dc.subject | Mechanical properties | eng |
dc.title | Equilíbrio de fases e propriedades mecânicas da liga de elemento multiprincipal Cr40Co40Ni20 | por |
dc.title.alternative | Phase equilibria and mechanical properties of Cr40Co40Ni20 multi-principal element alloy | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Kiminami, Claudio Shyinti | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5443002033733395 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Coury, Francisco Gil | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8609825406277730 | por |
dc.description.resumo | Na busca por materiais com desempenho aprimorado, as ligas de elemento multiprincipal (LEMPs) despertam o interesse da comunidade científica, devido ao seu vasto campo composicional. Algumas ligas do sistema Cr-Co-Ni se destacam por possuírem excelentes valores de tenacidade, dentre os maiores já reportados para todos os materiais. O notório comportamento mecânico dessas ligas é atribuído, dentre outros fatores, à ocorrência de maclagem induzida por deformação (TWIP) e/ou transformação de fase induzida por deformação (TRIP). A presente dissertação estudou o equilíbrio de fases e as propriedades mecânicas da LEMP Cr40Co40Ni20, tal composição foi selecionada por estar em uma região de transição entre as ligas TWIP e as ligas TRIP do sistema Cr-Co-Ni. Neste trabalho, cálculos termodinâmicos utilizando o método CALPHAD previram a formação de fase sigma, muitas vezes indesejável. Experimentalmente, a fase sigma pôde ser totalmente suprimida por fatores cinéticos, de modo que a liga apresentou uma matriz com estrutura cúbica de faces-centradas (CFC), maclas de recozimento e uma segunda fase: possivelmente fase 9R e/ou fase hexagonal compacta (HCP) martensítica induzida por resfriamento. Essas estruturas de morfologia fina proporcionaram endurecimento por interface, o que contribuiu para a elevada tensão de escoamento intrínseca (σ0) de 299 MPa, obtida por um estudo de Hall-Petch em tração. A liga também apresentou um eficiente fortalecimento por refino de grão de 667 MPa/µm-0,5 e ótimas combinações de resistência mecânica e ductilidade, além de elevada tenacidade. A explicação para tal desempenho é a alta capacidade de encruamento, atribuída principalmente à ocorrência de TRIP e possivelmente TWIP. Em ensaios de desgaste a seco contra pinos de alumina, a liga exibiu boa resistência ao desgaste e baixo coeficiente de atrito de 0,12. Os presentes resultados evidenciam o grande potencial das ligas Cr-Co-Ni, particularmente a composição estudada em aplicações onde esse conjunto de propriedades seja necessário. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA | por |
dc.description.sponsorshipId | CAPES: 88887.334461/2019-00 | por |
dc.description.sponsorshipId | FAPESP: 2019/00229-4 | por |
dc.description.sponsorshipId | FAPESP: 2013/05987-8 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/1228687595087909 | por |