DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE LIGAS MULTICOMPONENTES REFRATÁRIAS À BASE DE AlCrNiNbMoW OBTIDAS POR METALURGIA DO PÓ
Liga de alta entropia refratária, ligas equiatômica e não equiatômica, ligações mecânicas, metalurgia do pó.
A projeção de ligas de alta entropia se despontou nos últimos anos como uma alternativa para produção de ligas com propriedades aprimoradas. As ligas de alta entropia são ligas multicomponentes compostas por cinco ou mais elementos principais em razões equiatômicas ou quase equiatômicas. A alta entropia configuracional em uma liga multicomponente, em comparação com ligas convencionais, resulta na estabilização dos elementos de liga em soluções sólidas estáveis. Dentre os grupos de ligas multicomponentes destacam-se as ligas de alta entropia refratárias, são constituídas por elementos refratários e consideradas uma inovação significativa nos padrões do desenvolvimento de materiais para aplicações em alta temperatura.
Assim, esses materiais devem garantir estabilidade térmica, resistência ao desgaste e à oxidação em altas temperaturas e em ambientes oxidantes. Tradicionalmente, essas ligas são produzidas por meio de fusão, uma das técnicas de fabricação mais populares, no entanto, a possibilidade de se obter estruturas heterogêneas com segregação elementar e outros defeitos cristalinos, como discordâncias e contornos de grãos, são maiores. Para contornar a situação, será adotado o processo de produção via metalurgia do pó como processo de produção alternativo. Este método de fabricação promove a solubilidade no estado sólido e a formação de ligas homogêneas, conferindo ao produto final propriedades equivalentes às obtidas por fusão. Além disso, o processo oferece significativo ganho energético, tornando-se uma alternativa viável aos métodos de manufatura tradicionais. Em vista disso, este trabalho tem como objetivo produzir e caracterizar microestruturalmente cinco combinações da liga multicomponente refratária à base de AlCrNiNbMoW, fabricadas por metalurgia do pó. Serão variadas as proporções atômicas de Al e Cr em taxas de 25%, desde a razão equiatômica até a substituição total do alumínio pelo cromo, com o intuito de avaliar a influência dessas variações na formação das fases e resistência à oxidação. Os resultados revelaram que todas as ligas produzidas apresentaram uma composição microestrutural semelhante, caracterizada pela formação de uma solução sólida de estrutura cristalina CCC e fase Laves. Os ensaios de oxidação resultaram em óxidos de alumínio, nióbio, cromo e tungstênio. A liga que apresentou menor ganho de massa foi a liga Al4,2Cr29,2, sendo, 0,037 g/cm2. A redução do teor de alumínio nas ligas produzidas mostrou-se benéfica, pois promoveu uma diminuição proporcional no ganho de massa. Os estudos realizados nesta tese possibilitam a exploração do potencial dos quatro efeitos da alta entropia na projeção de novas ligas multicomponentes refratárias produzidas via metalurgia do pó e que resultam na formação soluções sólidas de estrutura cristalina CCC e fase Laves observadas por meio de caracterização microestrutural e difração de raios X. Esta tese explora o potencial dos quatro efeitos da alta entropia na elaboração e compreensão de novas ligas multicomponentes refratárias produzidas por metalurgia do pó. Os estudos realizados demonstram que essas ligas formam soluções sólidas simples de estrutura cristalina CCC e fase Laves, confirmadas por caracterização microestrutural e difração de raios X.