dc.contributor.author | Dainezi, Isabela | |
dc.date.accessioned | 2024-07-16T11:23:44Z | |
dc.date.available | 2024-07-16T11:23:44Z | |
dc.date.issued | 2024-03-04 | |
dc.identifier.citation | DAINEZI, Isabela. TiNbCr multi-principal element alloy degradation behavior in harsh environments. 2024. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19982. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19982 | |
dc.description.abstract | The new properties exhibited by multi-principal element (MPE) alloys demonstrate promising results that have relevance across various applications, particularly in strategic industries. A challenging aspect in the field of materials for harsh service environments involves designing alloys that are resistant to oxidation and sulfidation at high temperatures, especially those composed of refractory elements. While oxygen is abundant in the atmosphere, sulfur stands out as one of the most common corrosive contaminants in high-temperature industrial settings, including fuel and feedstocks. The primary objective of this study was to develop and characterize the microstructure, as well as investigate the oxidation and sulfidation behavior of the TiNbCr MPE alloy in both as-cast and hot-isostatically pressed (HIPed) conditions in air, oxygen, and a reducing H2S and H2 gas mixture at temperatures between 600 and 1100°C, with exposures up to 100 hours. The oxidation and sulfidation behavior of the TiNbCr MPE alloy was compared with that of the commercial Haynes 188. The results indicate that the MPE alloy exhibits significantly superior sulfidation resistance compared to the Haynes 188, exhibiting a parabolic behavior with slow kinetics attributed to the formation of a NbS2 inner layer facilitated by the addition of Cr. Notably, no formation of liquid products occurred, as observed in the case of Haynes 188. However, the oxidation behavior is linear, characterized by the formation of a non-protective scale, characterized as a stratified porous layer. Furthermore, in oxidation tests, it is observed a drop in the kinetics with an increasing at temperature-testing due to the formation of Cr2O3 layers. | eng |
dc.description.sponsorship | Outra | por |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | eng | 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 | Multi-principal element alloy | eng |
dc.subject | Refractory elements | eng |
dc.subject | TiNbCr | por |
dc.subject | Niobium | por |
dc.subject | Microstructure | eng |
dc.subject | Oxidation | eng |
dc.subject | Sulfidation | eng |
dc.subject | Liga de multiplos elementos principais | por |
dc.subject | Elementos refratários | por |
dc.subject | TiNbCr | por |
dc.subject | Nióbio | por |
dc.subject | Microestrutura | por |
dc.subject | Oxidação | por |
dc.subject | Sulfetação | por |
dc.title | TiNbCr multi-principal element alloy degradation behavior in harsh environments | eng |
dc.title.alternative | Comportamento de degradação da liga de múltiplos elementos principais TiNbCr em ambientes agressivos | por |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Rovere, Carlos Alberto Della | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8141224513975606 | por |
dc.description.resumo | As novas propriedades exibidas por ligas de múltiplos elementos principais (MEP) demonstram resultados promissores que têm relevância em diversas aplicações, especialmente em indústrias estratégicas. Um aspecto desafiador no campo de materiais para ambientes de serviço severo envolve o projeto de ligas que são resistentes à oxidação e sulfetação em altas temperaturas, especialmente aquelas compostas por elementos refratários. Enquanto o oxigênio é abundante na atmosfera, o enxofre destaca-se como um dos contaminantes corrosivos mais comuns em configurações industriais de alta temperatura, incluindo combustíveis e matérias-primas. O objetivo principal deste estudo foi desenvolver e caracterizar a microestrutura, além de investigar o comportamento de oxidação e sulfetação da liga MEP TiNbCr nas condições de bruta fusão e processada por prensagem isostática a quente (HIP) em ar, oxigênio e em uma mistura gasosa redutora de H2S e H2 em temperaturas entre 600 e 1100°C, com exposições de até 100 horas. O comportamento de oxidação e sulfetação da liga MEP TiNbCr foi comparado ao da liga comercial Haynes 188. Os resultados indicam que a liga MEP exibe resistência significativamente superior à sulfetação em comparação com a liga Haynes 188, apresentando um comportamento parabólico com cinética lenta atribuída à formação de uma camada interna de NbS2 facilitada pela adição de Cr. Notavelmente, não ocorreu formação de produtos líquidos, como observado no caso da Haynes 188. No entanto, o comportamento de oxidação é linear, caracterizado pela formação de uma camada de óxido não protetora, estratificada e porosa. Contudo, em testes de oxidação, observa-se que um aumento da temperatura, a cinética de oxidação é reduzida devido à formação de camadas de Cr2O3. | 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 | por |
dc.description.sponsorshipId | Processo nº 88887.696560/2022-00, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior/Programa Institucional de Internacionalização (CAPES/PrInt) | por |
dc.description.sponsorshipId | Processo n° 88887.500991/2020-00, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/7267531467047267 | por |
dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0002-5937-2859 | por |
dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0003-1534-0561 | por |