Modelagem computacional da evolução microestrutural de ligas Fe-Ni-C

Resumo

O Ni é um dos elementos de liga utilizados na formulação de ligas ferrosas utilizadas em condições extremas e em ligas com propriedades especiais. No Laboratório de Transformações de Fase do PMT-EPUSP, ligas Fe-Ni-C vêm sendoutilizadas como sistemas-modelo para estudar as transformações da austenita durante o resfriamento, aproveitando o forte efeito do Ni na energia livre da transformação e a quase ausência de interação do Ni com o C. Neste contexto, o presente projeto pretende oferecer um suporte ao trabalho experimental emcurso no Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da USP por meio de simulações atomísticas. Na estratégia geral deste projeto, estão previstos cálculos ab initio (química quântica) de maneira a avaliar a possível contribuição da estrutura eletrônica dos elementos ligantes (Ni e C) nas transformaçõespelas quais passam as ligas Fe-Ni-C. Estes cálculos são realizados para pequenosvolumes (cerca de uma centena de átomos) e levam em conta apenas o estado fundamental, ou seja, um estado de mínima energia potencial a T = 0 K. Numaescala maior, a dinâmica molecular clássica permite tratar milhares de átomos e efetivamente simular como a liga Fe-Ni-C evolui no tempo, bem como permite introduzir o efeito da temperatura. A química do sistema é representada implicitamentepor meio de potenciais empíricos do tipo "embedded atom method" (EAM). Para alcançãr uma escala de tempo maior que a que pode ser obtida com a dinâmica molecular, um método simples e que tem sido utilizado com sucesso é o Monte Carlo cinético.