Transformações de fase sequenciais

Abstract

Nesta tese dá­se o foco às transformações de fase no estado sólido. Elas ocorrem, na maioria dos casos, em uma fase denominada matriz transformando­se, por nucleação e crescimento, em outra fase produto. Porém, com o contínuo desenvolvimento dos materiais, transformações mais complexas podem ocorrer, por exemplo, a fase matriz transformar­se em duas ou mais fases produto. Essa transformação em várias fases produto, pode se dar de maneira simultânea, onde as fases produto iniciam­se juntas, ou de maneira sequencial, onde elas iniciam­se em tempos diferentes. Nesta tese, as transformações simultâneas e sequenciais foram estudadas em detalhes, inclusive buscou­se propor parâmetros microestruturais capazes de melhor descrever qualitativa e quantitativamente as microestruturas multifásicas. No entanto, claro é que nas transformações por nucleação e crescimento, uma das etapas mais importantes, se não a mais importante, é a etapa da nucleação. Nesse contexto, buscou­se também estudar a influência que sítios preferenciais para a nucleação exercem sobre as microestruturas e consequentemente sobre as propriedades dos materiais. É de conhecimento que os sítios preferenciais para a nucleação, nas transformações de fase e recristalização, podem ser, entre outros, a interface de precipitados e os contornos de grão. Assim, modelouse primeiramente a transformação de uma fase denominada matriz, que contém precipitados, em uma única fase produto, em que a nucleação da fase produto se deu na interface matriz/precipitados. Os resultados desse modelamento corroboraram com a recente teoria analítica proposta por Rios e Villa para nucleação em partículas. De posse do modelo para nucleação em precipitados, dando sequência, aplicou­se os dois sítios preferenciais, interface matriz/precipitados e contornos de grão, às transformações simultâneas e sequenciais, de modo que cada fase produto nucleou exclusivamente em um desses sítios. Portanto, esta tese visou modelar analiticamente e computacionalmente em 3D, pelo método do cone causal, as transformações simultâneas e sequenciais em que a nucleação das fases produto ocorreu em sítios preferenciais. Discutiu­se em detalhes o efeito dessa nucleação. Modelos analíticos e resultados de simulação foram comparados graficamente e ambos se mostraram eficientes no modelamento dessas transformações.