Dissertação
Estudo da difusão de hidrogênio em uma liga de alta entropia (CoCrFeNiMn) equimolar e nanocristalina
Autor
Belo, Jardel de Souza
Institución
Resumen
Without a base element, High Entropy Alloys (HEA) have many crystallines
structures and microstructures. HEA can have high wear resistance, high hardness,
compressive strength at high temperatures and good resistance to corrosion. High Entropy
Alloys can have a single phase or more phases. The alloys can show slow diffusion,
stabilizing the microstructure thermally. The aim of the present project consists in
evaluating the microstructural, mechanical properties and interaction and hydrogen’s
diffusion with a polycrystalline and nanocrystalline HEA. The CoCrFeMnNi alloy was
melt in an arc melt furnace, and then was annealed at 900°C, being, cold rolled 50% and
70% and submitted to High Pressure Process (HPT), in order to produce a nanocrystalline.
Characterization techniques used were: X-ray diffraction, Scanning Electron Microscopy,
Atomic Force Microscope, Hydrogen gas permeation and Thermal Desorption
Spectroscopy. The alloy shows a single phase structure FCC, hardness average 170 HV,
376HV, 350 HV and 564 HV for annealed, cold rolling 50% and 70% and nanocrystalline
respectively. For the first time was catalogued the hydrogen’s coefficient diffusion for
this alloy, at 350 °C the coefficient is 9,3x10-12 m²/s for annealed and 8,3x10-12 m²/s for
50%, and 5,6x10-12 m²/s for nanocrystalline alloy at 300°C. Sem um elemento de base, ligas de alta entropia (HEA) possuem uma variedade de
estruturas cristalinas, microestruturas. HEA também podem apresentar alta resistência ao
desgaste, elevada dureza, resistência à compressão a altas temperaturas e boa resistência
à corrosão. Ligas de alta entropia podem conter uma ou mais fases. As ligas também
podem apresentar uma difusão lenta, o que estabiliza termicamente a microestrutura. O
objetivo do presente projeto consiste em avaliar as propriedades microestruturais,
mecânicas e a difusão do hidrogênio em uma liga de alta entropia policristalina e
nanocristalina. A liga CoCrFeMnNi foi fundida em um forno de fusão à arco, em seguida
foi recozida a 900 °C, laminado 50% e 70% a frio e submetida à Torção sob Elevada
Pressão, com a finalidade de produzir um material nanocristalino. A técnicas de
caracterização utilizadas foram: difração de raios-x, microscopia eletrônica de varredura,
análise dispersiva de raios-x, microdureza, microscopia de força atômica, permeação
gasosa e espectroscopia de dessorção térmica. A liga apresentou uma estrutura
monofásica CFC, dureza média de 170 HV, 376 HV, 350 HV e 564H para recozimento,
laminação a 50% e 70%, e nanocristalino, respectivamente e 564 HV para o material
nanocristalino. Pela primeira vez, foi catalogado o coeficiente de difusão desta liga, a
350°C o coeficiente é de 9,3x10-12 m²/s no estado recozido e 8,3x10-12 m²/s para laminado
a frio 50%, e 5,6x10-12 m²/s para a liga nanocristalina a 300°C.