Amorfização e cristalização da liga fe68cr8mo4nb4b16: caracterização através de técnicas avançadas de microscopia eletrônica

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Coimbrão, Diego Davi
Orientador(a): Botta Filho, Walter José lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/12001
Resumo: Stainless steels of the different classes can have their composition modified through the addition of boron, aiming to obtain both amorphous phases and the controlled formation of borides. The formation of amorphous phase and the controlled formation of borides have the objective to optimize surface properties, specifically, the corrosion resistance and the wear resistance. Depending on the system, the composition and the processing route, borides can be formed in different stages, such as, during solidification by precipitation from solid crystalline phases or during the crystallization of an amorphous matrix. In each case, borides with different crystalline structures and different compositions can be formed. This present project had the objective to produce, via different processing routes, a new Fe-based alloy with composition, Fe68Cr8Mo4Nb4B16, and to characterize the phases formed through the techniques of x-ray diffraction, electron diffraction, EDS, EELS and ASTAR. The alloy with microstructure near the equilibrium was produced by arc melting, and from this master alloy, amorphous alloys were produced by rapid solidification by the melt-spinning technique. Detailed microstructural characterization was performed in all conditions of processing; in the crystalline alloy produced by arc melting, in the amorphous alloys produced by melt-spinning and in the partially and fully crystallized alloys produces by controlled heat treatments of the amorphous ribbons. For the alloys crystallized from the amorphous phase, the results indicated the formation of phases, different from the equilibrium, and also different sequences of formation. Specifically, the amorphous alloys crystallize in the following sequence: [am + Chi-phase + M23B6] → [am + Chi-phase + M23B6 + Fe-alpha] → [Fe-alpha + MB + M2B tetragonal + M2B orthorobic + M3B2 + MB2 + M23B6]. Finally, the Fe68Cr8Mo4Nb4B16 alloys processed by the different routes were characterized electrochemically in acidic and alkaline media, indicating outstanding high corrosion resistance of the new glassy alloy, justified by the amorphous nature and the presence of corrosion resistant alloying elements such as chromium and molybdenum.
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The formation of amorphous phase and the controlled formation of borides have the objective to optimize surface properties, specifically, the corrosion resistance and the wear resistance. Depending on the system, the composition and the processing route, borides can be formed in different stages, such as, during solidification by precipitation from solid crystalline phases or during the crystallization of an amorphous matrix. In each case, borides with different crystalline structures and different compositions can be formed. This present project had the objective to produce, via different processing routes, a new Fe-based alloy with composition, Fe68Cr8Mo4Nb4B16, and to characterize the phases formed through the techniques of x-ray diffraction, electron diffraction, EDS, EELS and ASTAR. The alloy with microstructure near the equilibrium was produced by arc melting, and from this master alloy, amorphous alloys were produced by rapid solidification by the melt-spinning technique. Detailed microstructural characterization was performed in all conditions of processing; in the crystalline alloy produced by arc melting, in the amorphous alloys produced by melt-spinning and in the partially and fully crystallized alloys produces by controlled heat treatments of the amorphous ribbons. For the alloys crystallized from the amorphous phase, the results indicated the formation of phases, different from the equilibrium, and also different sequences of formation. Specifically, the amorphous alloys crystallize in the following sequence: [am + Chi-phase + M23B6] → [am + Chi-phase + M23B6 + Fe-alpha] → [Fe-alpha + MB + M2B tetragonal + M2B orthorobic + M3B2 + MB2 + M23B6]. Finally, the Fe68Cr8Mo4Nb4B16 alloys processed by the different routes were characterized electrochemically in acidic and alkaline media, indicating outstanding high corrosion resistance of the new glassy alloy, justified by the amorphous nature and the presence of corrosion resistant alloying elements such as chromium and molybdenum.Aços inoxidáveis de diferentes classes tem tido sua composição modificada através da adição de boro, visando, tanto a obtenção de fases amorfas, como a formação controlada de boretos. A formação de fase amorfa e a formação de boretos tem por objetivo otimizar as propriedades de superfície, especificamente, a resistência à corrosão e a resistência ao desgaste. Dependendo do sistema, da composição e do processamento empregado, boretos podem ser formados durante a solidificação, ou por precipitação no estado sólido a partir de fases cristalinas, ou durante a cristalização de uma matriz amorfa. Em cada caso, boretos com diferentes estruturas cristalinas e composições podem ser formados. O trabalho teve como objetivo produzir através de diferentes processamentos uma nova liga a base de Fe, com composição, Fe68Cr8Mo4Nb4B16, e de caracterizar as fases formadas utilizando as técnicas de difração de raios X, difração de elétrons, microanálise por EDS (Espectroscopia de Energia Dispersiva), EELS (espectroscopia de perda de energia de elétrons) e ASTAR (sistema de mapeamento automático de orientação cristalográfica). As ligas com microestruturas próximas ao equilíbrio foram produzidas por fundição em forno a arco e, a partir dessas, ligas amorfas foram produzidas por solidificação rápida através da técnica de melt-spinning. Caracterização microestrutural detalhada foi realizada em todas as condições de processamento; nas cristalinas produzidas por fusão em forno a arco, nas amorfas produzidas por melt-spinning e nas parcialmente e totalmente cristalizadas a partir de tratamentos térmicos controlado das fitas amorfas. Os resultados indicaram a formação de fases diferentes das de equilíbrio, e diferentfes sequências de formação nas ligas cristalizadas a partir da fase amorfa. Especificamente, a liga amorfa se cristaliza através da seguinte sequência: [am + fase-Chi + M23B6] → [am + fase-Chi + M23B6 + Fe-alfa] → [Fe-alfa + MB + M2B – tetragonal + M2B – ortorrômbico + M3B2 + MB2 + M23B6]. Finalmente, as ligas Fe68Cr8Mo4Nb4B16 processadas nas diferentes condições foram caracterizadas eletroquimicamente em meios alcalinos e ácidos, indicando excepcional resistência a corroção da liga amorfa, justificada tanto pela estrutura amorfa como pela presença dos elementos cromo e molibdênio.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessLiga amorfa a base de FeCristalização nanoestruturalResistência a corrosãoFe-based amorphous alloyCrystallization nanostructureCorrosion resistanceENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICAAmorfização e cristalização da liga fe68cr8mo4nb4b16: caracterização através de técnicas avançadas de microscopia eletrônicaAMORPHIZATION AND CRYSTALLIZATION OF Fe68Cr8Mo4Nb4B16 ALLOY: CHARACTERIZATION USING ADVANCED ELECTRON MICROSCOPY TECHNIQUESinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis600600453733ad-53d2-45f3-a7af-8e048abbe83areponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDDCoimbrão - Dissertação.pdfDDCoimbrão - Dissertação.pdfDissertaçãoapplication/pdf4823173https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/684a9885-03fd-4ac4-8af1-119abed457d3/download8a58ba898f79b448af9b7a2349459845MD51trueAnonymousREADBCO carta comprovante autoarquivamento.pdfBCO carta comprovante autoarquivamento.pdfCarta comprovanteapplication/pdf756386https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/08c88d86-c1e7-4e40-966a-8b5874181cbd/download7b22058f31ba95eb81d2f7a737c31125MD52falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/205279aa-c979-48be-ba00-71c5317ea9ff/downloade39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53falseAnonymousREADTEXTDDCoimbrão - Dissertação.pdf.txtDDCoimbrão - Dissertação.pdf.txtExtracted texttext/plain110820https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/3331e060-95a7-4d66-b344-c393725a9da3/download10f8d2f592dc92515f54e8c25bb91bccMD58falseAnonymousREADBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtExtracted texttext/plain1486https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/3f148091-f38b-46fc-903d-9162ccf0d18c/download5b975a4162fb4466002d580326cb74f3MD510falseAnonymousREADTHUMBNAILDDCoimbrão - Dissertação.pdf.jpgDDCoimbrão - Dissertação.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4469https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/873b61d0-5907-41d5-9882-eeaa9c570891/download88438082abd0d76997b0cafd6b3b336eMD59falseAnonymousREADBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7403https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/e7fdd9ae-e370-4187-8e35-69466be2d093/download4b4df436c86fa2c6a88e2b9e0f19ebefMD511falseAnonymousREAD20.500.14289/120012025-02-05 18:19:31.102http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/12001https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T21:19:31Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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