Modelagem termodinâmica e experimentos críticos no sistema Al-Nb-V

Resumo

Ligas de alta entropia são ligas multicomponentes que, ao contrário das ligas clássicas como os aços e superligas de níquel, não possuem um elemento principal, cada um de seus componentes compondo as ligas em teores entre 5 e 35 %at. Um dos possíveis ramos de aplicação para estas ligas é a indústria aeronáutica, particularmente aquelas constituídas de metais de alto ponto de fusão e com baixa densidade que podem complementar as superligas de níquel em aplicações em temperaturas elevadas. O sistema Al-Nb-Ti-V-Zr é um dos sistemas de interesse de pesquisa no Grupo de Diagrama de Fases e Termodinâmica Computacional da EEL/USP. Dentre os 10 subsistemas ternários, o ternário Al-Nb-V é um dos menos estudados havendo somente uma seção isotérmica completa a 1000°C reportada na literatura. O objetivo do presente projeto é modelar termodinamicamente o sistema ternário Al-Nb-V e realizar experimentos críticos de forma a entender melhor as relações de fases no sistema. Com base nas modelagens dos binários Al-Nb, Al-V e Nb-V reportadas na literatura, será feita uma extrapolação para o ternário que deverá apontar as ligas a serem confeccionadas para o estudo de sua projeção liquidus. Com base na seção a 1000°C reportada na literatura, serão produzidas amostras com composições no interior dos triângulos de equilíbrio de três fases para verificar as informações disponíveis. As amostras para estudo da seção isotérmica serão tratadas a 1200°C com o objetivo de alcançar o equilíbrio termodinâmico em tempos razoáveis. As amostras serão produzidas a partir de elementos puros por fusão a arco, sob atmosfera de argônio em cadinho de cobre refrigerado a água. As amostras serão tratadas a 1200°C, embrulhadas em folhas de nióbio e encapsuladas em tubos de quartzo sob atmosfera de agônio. As microestruturas das amostras serão caracterizadas por difração de raios X e por microscopia eletrônica de varredura e as composições das fases presentes serão medidas por microanálise eletrônica (EDS/WDS). Os resultados experimentais servirão de informação de entrada para a modelagem termodinâmica do ternário. (AU)