Processamento de materiais envolvendo microestruturas fora-do-equilíbrio e determinação de suas propriedades

Resumo

Materiais com estruturas e microestruturas fora-do-equilíbrio, que lhes conferem propriedades inovadoras (como por exemplo estruturas amorfas, microestruturas com fases metaestáveis, incluindo matriz amorfa, nanocristais e nanopartículas), tem como principal barreira para a ampliação de seu uso, o desenvolvimento de processos e composições que permitam a produção de peças de grande volume (da ordem de milímetros). O presente projeto objetiva o desenvolvimento de ligas e compósitos de grande volume, através de processamento em condições fora-de-equilíbrio, ou de processamento utilizando precursores fora-de-equilíbrio, ou seja, precursores amorfos, metaestáveis ou nanoestruturados. Os seguintes processos serão utilizados para a obtenção de precursores amorfos ou nano-estruturados: moagem de alta energia (incluindo elaboração mecânica de ligas, moagem convencional e moagem com reaçao) e solidificação rápida. Os processos de moagem de alta energia serão utilizados para obtenção de pós amorfos ou nanométricos dos sistemas metálicos a base Al e de sistemas compósitos do tipo cerâmica-intermetálicos, e os processos de solidificação rápida serão utilizado para a produção de precursores amorfos (pós overspray do processo de conformaçao por spray) e para a produção de grandes volumes (conformação por spray e fundição em coquilha) em ligas a base de Fe (Fe-Nb-Zr-B-Cu, Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si), Fe-(Co, Ni)-(Zr,Nb,Ta)-B, Fe-C-Cr-Si-Mo dentre outras), a base de AI (AI-Y-Ni-Co, AI-Fe-Nd, AI-Fe-Nd-(Nb, Ni) dentre outras) e a base de Zr (Zr-Al-Ni-Cu). Grandes volumes serão obtidos através de consolidação dos precursores através de prensagem seguida de sinterizaçao e de extrusão a quente. O processo de sinterização dos diversos pós nanocristalinos cerâmicos e metálicos envolverá sinterização convencional, sinterização com fase líquida, sinterização com cristalização ou com recristalização simultânea e sinterização com reação. Fundiçao em coquilha será também utilizado para o processamento em condições fora-do-equilíbrio em ligas a base de Fe, a base de Al e a base de Zr. O resultado deste desenvolvimento será a produção de ligas e compósitos com novas microestruturas e 1 ou novas propriedades e em dimensões maiores (milímetros) dos que classicamente são obtidos (nanometro ou micrometros) pelos processos de solidificação rápida. Para cada liga em questão será determinada a propriedade de maior interesse. Para as ligas amorfas a base de Fe as propriedades magnéticas, para as ligas Fe-C-Cr a resistência ao desgaste, para as ligas a base de Al amorfas e de composições comerciais a resistência mecânica, para os compósitos a resistência ao desgaste. (AU)