Processamento Das Ligas De Alta Entropia Crcufenizn, Crcufe(Nb)Xnizn (X = 0,5 ; 1) Por Moagem De Alta Energia E Sinterização Spark Plasma
Data
2017-06-21
Autores
Bepe, Andre Mello 
Orientadores
Cardoso, Kátia Regina
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
High-entropy alloys (HEAs) are designed based on selecting elements that will form solid solution phases when combined at near-equiatomic concentrations (5 – 35 at.%). In this study, the selected alloys CrCuFeNiZn, CrCuFeNb0.5NiZn and CrCuFeNbNiZn were processed by hours 40 hours of Mechanical Alloying (M.A) and subsequently consolidated by SPS at 850o C and 50 MPa of uniaxial pressure. The microstructural analysis of both the powder and the sintered alloy samples was carried out using X ray diffractrometry (XRD), scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) and transmission electron microscopy (TEM). Vickers microhardness testing was conducted to measure the hardness of the produced alloys. The microstructures of the as-milled alloys consist of a disordered face centered cubic (FCC) solid solution phase and a minor percentage of disordered body centered cubic solid solution (BCC) phase. Nb additions were responsible for reducing considerably the crystallite size and inducing partial amorphization in the CrCuFeNb0.5NiZn and CrCuFeNbNiZn alloys. After SPS, both major FCC phase and BCC structures are still present and a new Cu-Ni-Zn rich disordered FCC phase was formed. The formation of the Laves phase (Fe2Nb) in CrCuFeNb0,5NiZn and CrCuFeNbNiZn was observed. Vickers microhardness analysis indicate that the powder samples of CrCuFeNiZn alloy has an average hardness of 533 ± 10 HV while Nb addition further increased the hardness of CrCuFeNb0,5NiZn and CrCuFeNbNiZn alloys to 606 ± 17 HV and 655 ± 18 HV. The sintered alloys present hardness values of 524 ± 9 HV, 602 ± 11 HV, 672 ± 16 HV, respectively. The alloys produced in this study have complex microstructures and high hardness which offers the possibility for them to be a target for future investigations aiming structural applications.
As ligas de alta entropia (LAE’s) são desenvolvidas a partir da seleção de, no mínimo 5 elementos para formação de fases de solução sólida quando combinados em concentrações equimolares ou quase-equimolares (5 – 35 at.%). Neste trabalho, as ligas selecionadas CrCuFeNiZn, CrCuFeNb0.5NiZn e CrCuFeNbNiZn foram processadas pela técnica de Moagem de Alta Energia (MA) durante 40 horas e subsequentemente consolidadas através da Sinterização por Spark Plasma (SPS) a uma temperatura 850o C e 50 MPa de pressão uniaxial. A análise microestrutural tanto do pó das ligas quanto das amostras sinterizadas foi feita através das técnicas de difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de raios X por dispersão de energia (MEV-EDX), e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A dureza das ligas moídas e sinterizadas foi medida pela técnica de microdureza Vickers. A microestrutura das ligas moídas é formada por uma matriz de uma solução sólida desordenada com estrutura cúbica de face centrada (CFC) e por uma fase secundária que também consiste em uma solução sólida desordenada rica em Cr-Fe apresentando, no entanto, estrutura cúbica de corpo centrado (CCC). O Nb nas ligas CrCuFeNb0.5NiZn e CrCuFeNbNiZn foi responsável por diminuir consideravelmente o tamanho de cristalito da fase CFC bem como pela amorfização parcial dessas ligas. Após SPS, tanto a matriz CFC quanto a fase secundária CCC se fazem presentes e uma nova fase desordenada CFC rica em Cu-Ni-Zn se formou. A adição de Nb induziu a formação de fase Laves (Fe2Nb) nas ligas sinterizadas CrCuFeNb0.5NiZn e CrCuFeNbNiZn. A análise de microdureza Vickers indicou uma dureza média de 533 HV para o pó da liga CrCuFeNiZn enquanto as ligas CrCuFeNb0.5NiZn e CrCuFeNbNiZn possuem, nesta ordem, 606 HV e 655 HV. As amostras sinterizadas, por sua vez, apresentam dureza média de 524 HV, 602 HV e 672 HV respectivamente. As ligas produzidas neste trabalho apresentam microestrutura complexa e elevada dureza e oferecem a possibilidade de serem alvo em futuros estudos para aplicações estruturais.
As ligas de alta entropia (LAE’s) são desenvolvidas a partir da seleção de, no mínimo 5 elementos para formação de fases de solução sólida quando combinados em concentrações equimolares ou quase-equimolares (5 – 35 at.%). Neste trabalho, as ligas selecionadas CrCuFeNiZn, CrCuFeNb0.5NiZn e CrCuFeNbNiZn foram processadas pela técnica de Moagem de Alta Energia (MA) durante 40 horas e subsequentemente consolidadas através da Sinterização por Spark Plasma (SPS) a uma temperatura 850o C e 50 MPa de pressão uniaxial. A análise microestrutural tanto do pó das ligas quanto das amostras sinterizadas foi feita através das técnicas de difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de raios X por dispersão de energia (MEV-EDX), e microscopia eletrônica de transmissão (MET). A dureza das ligas moídas e sinterizadas foi medida pela técnica de microdureza Vickers. A microestrutura das ligas moídas é formada por uma matriz de uma solução sólida desordenada com estrutura cúbica de face centrada (CFC) e por uma fase secundária que também consiste em uma solução sólida desordenada rica em Cr-Fe apresentando, no entanto, estrutura cúbica de corpo centrado (CCC). O Nb nas ligas CrCuFeNb0.5NiZn e CrCuFeNbNiZn foi responsável por diminuir consideravelmente o tamanho de cristalito da fase CFC bem como pela amorfização parcial dessas ligas. Após SPS, tanto a matriz CFC quanto a fase secundária CCC se fazem presentes e uma nova fase desordenada CFC rica em Cu-Ni-Zn se formou. A adição de Nb induziu a formação de fase Laves (Fe2Nb) nas ligas sinterizadas CrCuFeNb0.5NiZn e CrCuFeNbNiZn. A análise de microdureza Vickers indicou uma dureza média de 533 HV para o pó da liga CrCuFeNiZn enquanto as ligas CrCuFeNb0.5NiZn e CrCuFeNbNiZn possuem, nesta ordem, 606 HV e 655 HV. As amostras sinterizadas, por sua vez, apresentam dureza média de 524 HV, 602 HV e 672 HV respectivamente. As ligas produzidas neste trabalho apresentam microestrutura complexa e elevada dureza e oferecem a possibilidade de serem alvo em futuros estudos para aplicações estruturais.