Title

MODELAGEM TERMODINÂMICA DO SISTEMA Cr−Si−B NA REGIÃO RICA EM Cr USANDO O MÉTODO CALPHAD

THERMODYNAMIC MODELING OF THE Cr−Si−B SYSTEM IN THE Cr−RICH REGION USING THE CALPHAD METHOD

Authorship

Villela, Tales Ferreira; Ferreira, Flávio; Chad, Vanessa Motta; Coelho, Gilberto Carvalho; Nunes, Carlos Ângelo

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Ferreira, Flávio

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Chad, Vanessa Motta

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Coelho, Gilberto Carvalho

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Nunes, Carlos Ângelo

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DOI

10.5151/2594-5327-14873

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Abstract

No presente trabalho, o sistema Cr−Si−B foi otimizado termodinamicamente na região rica em Cr com base no método CALPHAD com a utilização do programa Thermo-Calc. As fases L(liquido), BCC (Cr), Cr3Si, Cr5B3 (T2) e αCr5Si3 (T1) foram modeladas como soluções, usando o modelo de sub-redes, com os termos de excesso descritos pelos polinômios de Redlich-Kister. As fases CrSi, Cr2B, CrB foram modelada como compostos estequiométricos. O procedimento de otimização foi baseado em dados experimentais das temperaturas liquidus, transformações invariantes, solubilidades sólidas e de entalpias de formação. Os diagramas binários Cr−Si, Cr−B e Si−B calculados reproduzem bem os valores experimentais da literatura. Para o ternário Cr−Si−B, foram reproduzidas satisfatoriamente tanto a secção isoterma a 1.200oC quanto a projeção liquidus. Embora, para projeção liquidus, ainda necessita-se de mais informações para uma adequada reprodução em relação ao tamanho dos campos de precipitação primária.

In the present work, the Cr−Si−B system was thermodynamically optimized in the Cr- rich region, based on the Calphad method using the Thermo-Calc program. The phases L(liquid), BCC (Cr), Cr3Si, Cr5B3 and αCr5Si3 were modeled as solutions, using the sublattices model, with the excess terms described by the Redlich-Kister polynomials. The phases CrSi, Cr2B, CrB were modeled as stoichiometric compounds. The optimization procedure was base on experimental data of liquidus temperatures, invariant transformations, solid solubility and enthalpies of transformations. The calculated binaries Cr-Si, Cr-B and B-Si are in good agreement with the literature informations. For the Cr−Si−B ternary, the isothermal section at 1.200oC was well reproduced. For the liquidus projection it was also obtained a reasonable result, specially considering the fields of primary precipitation, but some adjustment must be done with the size of these fields.

Keywords

Intermetálicos; Diagrama de fases; Propriedades termodinâmicas; Sistema Cr−Si−B.

Intermetallics; Phase diagrams; Thermodynamic properties; Cr−Si−B System.