Simulação computacional e descrição analítica da nucleação e crescimento nas faces elipsoidal

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Bonanni, Rafaella dos Santos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Transformação de fase; Simulação computacional; Contornos de grãos; Microestrutura; Matriz elipsoidal; Nucleação; Elipsóide; Produção intelectual; Engenharia Metalúrgica; Phase transformation; Computer simulation; Grain boundaries; Microstructure; Ellipsoidal matrix
• Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/32622

Transformações por nucleação e crescimento acontecem na grande parte dos materiais metálicos. A abordagem clássica para modelar essas transformações é a expressão proposta por Johnson­Mehl, Avrami e Kolmogorov, também chamada de Teoria de JMAK. Nesta Teoria, os núcleos estão dispostos aleatoriamente no espaço. No entanto, é comum em policristais observar que a nucleação acontece em lugares preferencias, como nos contornos dos grãos. Essa situação foi tratada por John W. Cahn, que derivou expressões analíticas para a cinética de transformação com nucleações nas interfaces do policristal, ou seja, que a nucleação não ocorre de forma aleatória no espaço, mas sim em locais definidos. Partindo deste ponto, o presente trabalho utilizou­se da simulação computacional para estudar as transformações que ocorrem no estado sólido por nucleação e crescimento nos contornos de grãos, de uma matriz elipsoidal, a fim de comparar os resultados com os modelos analíticos de JMAK e CAHN. Com os resultados obtidos, verificou­se que com uma menor quantidade de núcleos utilizada na simulação computacional, a curva se comportou como o previsto por JMAK e à medida que o número de núcleos aumentou, a curva corroborou com Cahn. Observou­se também, que mantendo o número de núcleos por unidade de área constante, todas as simulações foram compatíveis com o modelo de Cahn. Além disso, as simulações também mostram a microestrutura das transformações, o caminho microestrutural e a contiguidade.