Efeitos de uma zona de exclusão ao redor dos núcleos na transformação de fase - Ventura, Harison da Silva (2022)
Nesta dissertação são estudadas transformações de fase no estado sólido cuja nucleação ocorre com uma zona de exclusão ao redor dos núcleos, ou seja, cada núcleo possui, ao seu redor, uma região livre em que não existe outro. Esta situação foi reportada em um estudo de envelhecimento em uma superliga Ni-Al-Cr com adições de W. Embora a causa deste fenômeno deva ser estudada caso a caso, uma possível razão poderia ser o empobrecimento de soluto nas regiões adjacentes aos núcleos recém-formados. Neste trabalho, foram estudadas transformações em 2D e 3D nucleadas com zona de exclusão e por saturação de sítios. A nucleação para a transformação em 2D foi modelada utilizando os processos de ponto Matérn I, Matérn II, Hardcore Strauss e Sequencial. Em 3D, a nucleação foi modelada pelo processo Sequencial. O crescimento foi modelado, em ambos os casos, pelo método do cone causal. Uma característica importante deste tipo de nucleação é que a distribuição de núcleos permanece uniforme no espaço, mas não segue a distribuição de Poisson. Em consequência disto, ao contrário da nucleação nos contornos de grão e da nucleação com clustering, por exemplo, o efeito na microestrutura é pouco perceptível visualmente. Dessa forma, foram utilizados diferentes descritores para caracterizar a transformação, como a função correlação de dois pontos e a contiguidade em adição aos parâmetros mais comumente aplicados em metalurgia e ciência dos materiais. Os resultados obtidos demonstram que a cinética de transformação com zona de exclusão se encontra entre a cinética de uma transformação nucleada por processo de ponto de Poisson e um caso limite hipotético onde os núcleos estão distribuídos periodicamente. Foi observado que o principal efeito da nucleação com zona de exclusão é um adiamento do impingement. Este efeito foi detectado por todos os descritores microestruturais aplicados. Além disso, em parte dos casos estudados, foi observada uma grande uniformidade na distribuição de tamanho de grãos.