Simulação computacional de transformações com nucleação e velocidade não homogêneas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Lyrio, Mariana Sizenando
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Transformações de fase; Recristalização; Simulação computacional; Nucleação e crescimento não homogêneo; Evolução microestrutural; Transformação de fase; Nucleação; Recristalização de metais; Modelamento e simulação de processos e fenômenos; Engenharia Metalúrgica; Produção intelectual; Phase transformations; Recrystallization; Computer simulation; Nonhomogeneous nucleation and growth; Microstructural evolution
• Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/26917

A maior parte da modelagem de transformações em estado sólido concentrouse nas transformações que ocorrem a partir de uma matriz homogênea, ou seja, a nucleação ocorre em sítios uniformemente aleatórios, descrito pela Teoria de Johnson, Mehl, Avrami e Komolgorov. Através da geometria estocástica, os sítios localizados no espaço podem ser aproximados pelo processo de ponto de Poisson homogêneo. No entanto, existem situações em que se encontra uma matriz não homogênea. Um exemplo é a recristalização de metais submetidos a uma deformação não homogênea. Se a recristalização ocorre nas regiões onde a energia armazenada do trabalho a frio é alta, há um número maior de núcleos e uma velocidade de crescimento mais rápida do que na região onde a energia armazenada é baixa. Neste trabalho foi realizado simulações computacionais para quando a nucleação ocorre de forma não homogênea com velocidade de crescimento constante, quando a nucleação ocorre de forma homogênea com velocidade de crescimento variável e quando a nucleação e a velocidade ocorrem de forma não homogênea. Foi empregado o método do Cone Causal (CC) para simular as reações de nucleação e crescimento não homogêneas. Os resultados das simulações foram comparados com a teoria analítica específica para cada caso, em particular desenvolvida por Villa e Rios, a fim de atestar que as simulações ocorrem da maneira esperada, além de gerar as microestruturas. A concordância entre simulação e teoria analítica foi boa para a maioria dos casos, exceto para quando há poucos núcleos distribuídos de maneira não homogênea e maiores gradientes de velocidade. A velocidade não homogênea tem um efeito substancial na cinética de transformação e na evolução microestrutural. A distribuição não homogênea dos núcleos tem um efeito mais substancial na microestrutura do que uma distribuição não homogênea de velocidade.