Título

CARACTERIZAÇÃO DE UMA MICROESTRUTURA POLICRISTALINA VIA DESCRITORES MICROESTRUTURAIS OBTIDOS POR SIMULAÇÃO

CHARACTERIZATION OF A POLYCRISTALINE MICROSTRUCTURE VIA MICROSTRUCTURAL DESCRIPTORS OBTAINED BY SIMULATION

Autoria

Fonseca, Guilherme Dias da; Siqueira, Felipe da Silva; Clemente, Beatriz Lemos; Costa, Marcos Felipe Braga da; Alves, André Luis Moraes; Assis, Weslley Luiz da Silva; Rios, Paulo Rangel; Santos, Júlia Mendes dos; Moreira Junior, Eneias Pacheco

DOI

10.5151/1516-392X-30798

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Resumo

Com base nos modelos analíticos de Johnson e Mehl, Kolmogorov e Avrami (JMAK) e Cahn, no presente trabalho estudou-se via simulação computacional a cinética das transformações de fases no estado sólido. Tais transformações ocorreram numericamente por nucleação e crescimento nas interfaces de poliedros do tipo Ortotetracaidecaedros em um domínio discreto. O intuito da matriz de Ortotetracaidecaedros é aproximar-se das características fenomenológicas de uma rede perfeita de grãos no espaço amostral. Realizaram-se simulações de nucleação com posições aleatórias em toda a matriz (bulk). Em um segundo estudo foram realizadas novas simulações de nucleação aleatoriamente, porém somente nas interfaces dos Ortotetracaidecaedros. A quantidade de núcleos iniciais para cada caso foi definida por processo de ponto de Poisson. A fração volumétrica, a área interfacial entre material transformado e não transformado, a contiguidade e o caminho microestrutural foram os resultados obtidos através das simulações. Tais resultados foram comparados com as equações analíticas. As nucleações com até mil núcleos corroboraram com JMAK e foram ratificados com o comportamento da contiguidade e do caminho microestrutural. Já as nucleações com valores acima de mil núcleos, mostram a presença de clusters, apresentando uma boa concordância com o modelo analítico de Cahn.

 

Based on analytical models of Johnson and Mehl, Kolmogorov and Avrami (JMAK) and Cahn, simulate yourself in the present work the kinetics of phase transformations in the continuous state by nucleation and growth in the interfaces of a polyhedral array of Orthotetracaidecahedrons. The purpose of the matrix is to approximate the phenomenological characteristics of a perfect grains network in the sample space. Simulations carried out random throughout the matrix and interfaces using as nuclei amount the values defined by Poisson. The volumetric fraction, the interfacial area between recrystallized and non-recrystallized material, the contiguity and the microstructural path were the results obtained through the simulations. These results were compared with the analytical equations. Nucleotides with up to a thousand nuclei corroborated with JMAK and were ratified with the behavior of contiguity and the microstructural path. Already the nucleations with values above a thousand nuclei, show the presence of clusters, presenting a good agreement with the analytical model of Cahn.

Palavras-chave

Simulação Computacional, Nucleação e Crescimento, Ortotetracaidecaedro, Parâmetros Microestruturais.

Computational Simulation, Nucleation and Growth, Ortotetracaidecahedro, Microstructural Parameters.