Orientador: Sergio Gama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-22T18:57:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_IvairAparecidodos_M.pdf: 24241542 bytes, checksum: d338f5c141c3ef7b89374b1e4f4d5b3c (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O objetivo desta tese é tentar resolver melhor os dois eventos térmicos seqüenciais, que aparecem na análise térmica diferencial de ligas com composições em torno das regiões eutéticas dos sistemas Fe-Pr e Fe-Nd. Pretendemos verificar se esses eventos possuem alguma relação com as fases magnéticas metaestáveis que são observadas em ligas como fundidas de ambos os sistemas, e tentar descobrir que fases realmente participam do diagrama de equilíbrio dos sistemas. Para isto lançamos mão da técnica de Solidificação Direcional para a obtenção de amostras com microestruturas segregadas espacialmente. Esta técnica é similar à técnica de crescimento de cristais conhecida como método Bridgman, e nos proporciona um método para a obtenção de fases estáveis dos sistemas estudados. As amostras obtidas com esta técnica foram analisadas pelas técnicas de análise térmica diferencial, análise calorimétrica, metalografia óptica, microanálise eletrônica e análise termomagnética. Da correlação de todos os dados experimentais obtidos nesses estudos chegamos às seguintes conclusões: No sistema Fe-Pr confirmamos a existência da fase Fe2Pr, que se forma periteticamente a 669 °C e provavelmente decompõe-se através de uma reação eutectóide a uma temperatura superior a 600 °C, e que possui temperatura de Curie de 44 ºC. A fase de estequiometria Fe3Pr13 não foi observada. As amostras do sistema Fe-Nd, obtidas da solidificação direcional, apresentaram características semelhantes às do sistema Fe-Pr. Nesse sistema identificamos uma fase nova, com estequiometria Fe2Nd, que se forma periteticamente a 688 ºC e provavelmente decompõe-se através de uma reação eutectóide na temperatura de 663 ºC, e que possui temperatura de Curie de 251 ºC. Observamos que essa fase deve ser magneticamente anisotrópica, pois apresenta domínios magnéticos a temperatura ambiente. Para cada sistema, é proposto um novo diagrama de fases. Estes diagramas foram construídos com base em nossos dados e nos diagramas apresentados por Hoyos e Landgraf, respectivamente. No diagrama do sistema Fe-Pr foi retirada a fase Fe3Pr13 e no diagrama do sistema Fe-Nd foi incluída a nova fase Fe2Nd / Abstract: The aim of this thesis is to better resolve the two sequencial thermal events, which appear in the differential thermal analysis of alloys, with compositions around the eutectic regions of the Fe-Pr and Fe-Nd systems. We intend to verify if these events have relation with metastable magnetic phases which are observed in as-cast alloys in both systems, and to disçover which phases really belong to the equilibrium phase diagrams of these systems. To carry out this purpose we used the direcional solidification technique for obtain samples with spacially segregated microestructures. This technique is similar to that of crystal growth technique, known as Bridgman method, and provide us with a method to obtain stable phases of the studied systems. The samples obtained by means of this technique have been studied with the techniques of differential thermal analysis, calorimetry , metallography, electron probe microanalysis and thermomagnetic analysis. The correlation of all experimental data obtained from these studies, lead us to the following conclusions: In the Fe-Pr system we confirm the existence of the phase Fe2Pr, that is formed peritectically at 669 °C, and decomposes through an eutectoid reaction a temperature above 640 °C, and have Curie Temperature of 44 °C. The phase with stoichiometry Fe3Pr13 has not been observed. The samples of the system Fe-Nd, obtained by direcional solidification, presented similar feature as the system Fe-Pr. We have identified a new phase, with stoichiometry Fe2Nd, that is formed peritectically at 689 °C, and that decomposes through na eutectoid reaction at 659 °C, and has Curie Temperature of 251 °C, and presents magnetic domains at room temperature. For each system is proposed a new phase diagram. These diagrams have been constructed based on our experimental data and on diagrams presented by Hoyos and Landgraf, respectivelly. In the diagram of the system Fe-Pr, the phase Fe3Pr13 was dropped out, and in the diagram of the system Fe-Nd, the new phase Fe2Nd was included. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Rubens Caram Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T09:21:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_SandraAndreiaStwartdeAraujo_M.pdf: 7408564 bytes, checksum: 853a1e61ccab633fac423f04c8a5659e (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O interesse por novos materiais estruturais para aplicação em temperaturas elevadas tem gerado um grande volume de publicações a respeito de ligas à base de metais refratários contendo composto intermetálicos. A baixa tenacidade à fratura dessas ligas leva à busca por combinações de fases que garantam alta resistência e ductilidade. Nesse caso, a melhor opção tem sido os materiais compósitos, principalmente os do tipo in situ, onde a formação das fases se processa dentro de um equilíbrio termodinâmico, como ocorre em uma transformação eutética. Em termos de aplicações em altas temperaturas, o sistema Nb-Cr-Al tem se mostrado como promissor por apresentar reações eutéticas que resultam na formação de compostos intermetálicos. O presentetrabalho trata da obtenção, processamento e caracterização de ligas do sistema Nb-Cr-Al. Amostras desse sistema foram produzidas em forno a arco voltaico. Suas microestruturas foram analisadas no estado bruto de fusão e após tratamentos térmicos. Foi realizada uma intensa investigação a respeito do eutético observado, através da solidificação direcional em fomo tipo Bridgman sob várias taxas de crescimento. Na caracterização das ligas foi empregada microscopia óptica e eletrônica de varredura, difração de raios-x e análise térmica diferencial. Os resultados indicam que a transformação eutética ocorre em temperatura próxima a 1.347,9°Ccom a formação das fases Ah(Nb,Cr) e Cr(Al,Nb). A fase dúctil do eutético, Cr(Al,Nb), durante o decréscimo da temperatura sofre transformação polimórfica (~892,3°C) para Al(Nb)Cr2, seguida de decomposição eutetóide Cr(Al,Nb) - Al(Nb)Cr2+Al8Cr5. Sua morfologia apresenta-se como regular complexa com composição eutética de 49,3Al-39,7Cr-ll,ONb (% at.). Pelo estudo das transformações de fases e microestruturas das amostras obtidas foi possível fazer um levantamento da superfície liquidus na região próxima ao ponto eutético / Abstract: The interest for new structural materiaIs for application in high temperature has created a large volume of publications concerning refractory metal-based alloys that contain intermetallic compounds. The low fracture toughness of those alloys leads to the search of combination of phases that guarantees high strength and ductility. In such a case, the best choice has been the use of composite materiaIs, mainly the in-situ composites, where the formation of the solid phases processes under thermodynamic equilibrium, as in the eutectic transformations. In terms of high temperature applications, the Nb-Cr-AI system is very promising, as it presents several eutectic reactions, that result in the formation of intermetallic compounds. This work deals with obtaining, processing and characterization of alloys in the Nb-Cr-AI system. Samples in such a system were obtained in an arc furnace. Their microstructures were analysed in as-cast condition and after heat-treatments. An investigation conceming eutectic microstructure was carried out through the application of directional solidification using Bridgman equipment at several growth rates. Characterization of samples was performed by employing optical and scanning electron microscopy, X-ray diffraction and thermal analysis techniques. The results obtained indicated the eutectic transformation temperature is near to 1,347.9°C with formation of Ab(Nb,Cr) and Cr(AI,Nb) phases. The ductile phase of eutectic, Cr(AI,Nb) phase, during the decrease of temperature undergoes a polymorphic transformation (-892.3°C) forming the AI(Nb)Cr2 compound, followed by an eutectoid decomposition Cr(AI,Nb)~ AI(Nb)Cr2+AIgCrs.The eutectic microstructure presents is of regular complex type and the eutectic composition is near 49.3%AI- 39.7%Cr-l1.0%Nb (at.%). Through studying the phase transformations and microstructures of the samples obtained, it was possible to establish the liquidus surface in the region around the eutectic point / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Neste trabalho formulações chamadas de "Sistemas de Parâmetros Concentrados': são usadas na obtenção de uma solução em forma fechada de um problema bidimensional de solidificação de ligas. Os sistemas concentrados são obtidos a partir do sistema diferencial original que descreve a distribuição de temperatura, resultando em modelos matemáticos mais simples que relacionam a temperatura no contorno do meio com uma nova temperatura média gerada por um processo de integração . A determinação de equações que relacionam a temperatura média e do contorno geram diferentes abordagens sendo a principal delas relacionada ao uso de fórmulas de integração numérica de Hermite, que propiciam a introdução de informações do contorno no modelo simplificado. Aqui o modelo bidimensional é abordado em meio simples e composto sendo que as equações unidimensionais simplificadas obtidas pela integração são tratadas pela Técnica das Transformadas Integrais Generalizadas (GITT). Resultados numéricos, obtidos com o software matemático Maple são apresentados. / In this work the so-called "lumped analysis'' is used to obta.in a closedform solution to a multidimensional solidification problem. The lumped systems provide simpler model, than the original one by using an integration scheme that results in average variables. Different approaches are basead on the choice of auxiliary equations to relate the average and the original variable after the integration process. Here the bidimensional problem is solved in homogeneous end in a composite medium and the resulting one-dimensional equation is solved by the Generalized Integral Tranform Technique. Numerical results are obta.ined by the symbolic software Maple.

Neste trabalho formulações chamadas de "Sistemas de Parâmetros Concentrados': são usadas na obtenção de uma solução em forma fechada de um problema bidimensional de solidificação de ligas. Os sistemas concentrados são obtidos a partir do sistema diferencial original que descreve a distribuição de temperatura, resultando em modelos matemáticos mais simples que relacionam a temperatura no contorno do meio com uma nova temperatura média gerada por um processo de integração . A determinação de equações que relacionam a temperatura média e do contorno geram diferentes abordagens sendo a principal delas relacionada ao uso de fórmulas de integração numérica de Hermite, que propiciam a introdução de informações do contorno no modelo simplificado. Aqui o modelo bidimensional é abordado em meio simples e composto sendo que as equações unidimensionais simplificadas obtidas pela integração são tratadas pela Técnica das Transformadas Integrais Generalizadas (GITT). Resultados numéricos, obtidos com o software matemático Maple são apresentados. / In this work the so-called "lumped analysis'' is used to obta.in a closedform solution to a multidimensional solidification problem. The lumped systems provide simpler model, than the original one by using an integration scheme that results in average variables. Different approaches are basead on the choice of auxiliary equations to relate the average and the original variable after the integration process. Here the bidimensional problem is solved in homogeneous end in a composite medium and the resulting one-dimensional equation is solved by the Generalized Integral Tranform Technique. Numerical results are obta.ined by the symbolic software Maple.

Neste trabalho formulações chamadas de "Sistemas de Parâmetros Concentrados': são usadas na obtenção de uma solução em forma fechada de um problema bidimensional de solidificação de ligas. Os sistemas concentrados são obtidos a partir do sistema diferencial original que descreve a distribuição de temperatura, resultando em modelos matemáticos mais simples que relacionam a temperatura no contorno do meio com uma nova temperatura média gerada por um processo de integração . A determinação de equações que relacionam a temperatura média e do contorno geram diferentes abordagens sendo a principal delas relacionada ao uso de fórmulas de integração numérica de Hermite, que propiciam a introdução de informações do contorno no modelo simplificado. Aqui o modelo bidimensional é abordado em meio simples e composto sendo que as equações unidimensionais simplificadas obtidas pela integração são tratadas pela Técnica das Transformadas Integrais Generalizadas (GITT). Resultados numéricos, obtidos com o software matemático Maple são apresentados. / In this work the so-called "lumped analysis'' is used to obta.in a closedform solution to a multidimensional solidification problem. The lumped systems provide simpler model, than the original one by using an integration scheme that results in average variables. Different approaches are basead on the choice of auxiliary equations to relate the average and the original variable after the integration process. Here the bidimensional problem is solved in homogeneous end in a composite medium and the resulting one-dimensional equation is solved by the Generalized Integral Tranform Technique. Numerical results are obta.ined by the symbolic software Maple.