Modelamento de domínio computacional e nucleação e crescimento da fase sigma em aços inoxidáveis duplex em 3D via método do cone causal

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Santos, Ana Gabriella Conceição dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Fase sigma; Modelamento 3D; Regra das misturas; Propriedades mecânicas; Simulação computacional; Aço inoxidável; Engenharia metalúrgica; Modelo computacional; Cone causal; Sigma phase; 3D modeling; Mixing rule; Mechanical properties; Computational simulation
• Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/26643

Os aços inoxidáveis duplex são alvo de grande interesse devido ao fato de possuírem boa relação entre propriedades mecânicas e de resistência à corrosão das fases ferrita e austenita, sendo amplamente utilizados na indústria. Em determinada faixa de temperatura (650 a 900ºC), porém, fases intermetálicas podem se desenvolver. Entre elas, a que traz maior preocupação é a fase sigma, que possui caráter duro e frágil, prejudicando as propriedades do aço citadas anteriormente. No presente trabalho foi proposto o desenvolvimento de um modelo computacional para a previsão de nucleação e crescimento da fase sigma em uma matriz duplex também modelada computacionalmente. A primeira etapa do trabalho consistiu na construção de uma microestrutura duplex tridimensional por simulação, contendo frações aproximadamente iguais das fases ferrita e austenita. A segunda etapa foi a nucleação e crescimento da fase sigma nesta matriz inicial de ferrita e austenita, também via simulação. Para ambas etapas, foi utilizado o método do Cone Causal. Para a validação do modelo computacional, os resultados obtidos foram comparados com a teoria analítica da cinética formal de JMAK. Esta considera núcleos aleatoriamente distribuídos no espaço. Quando elevado o número de núcleos de fase sigma, percebeuse um afastamento da curva obtida em relação àquela prevista por JMAK, caracterizando que a distribuição dos mesmos já não pode ser considerada aleatória. A fim de validar o modelo qualitativamente, exemplos preliminares das microestruturas para algumas sessões em 2D foram obtidas para efeito de comparação com micrografias reais. Ao final do trabalho, foi proposta também uma alteração no código que possibilitou a predição de propriedades mecânicas a partir da Regra Linear das Misturas.