Título

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DA TAXA CONSTANTE DE NUCLEAÇÃO NUMA REDE POLIÉDRICA DE KELVIN

COMPUTER SIMULATION OF CONSTANT NUCLEATION RATE ON A KELVIN POLYEDRAL NETWORK

Autoria

Fonseca, Guilherme Dias da; Alves, André Luiz Moreira; Ventura, Harison da Silva; Lyrio, Mariana Sizenando; Toledo, Paulo Vinícius Vieira; Siqueira, Felipe da Silva; Santos, Júlia Mendes dos; Assis, Weslley Luiz da Silva; Rios, Paulo Rangel

DOI

10.5151/1516-392X-31728

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Resumo

Uma das etapas mais importantes do processo de transformação de fases é a chamada nucleação. Esta pode ocorrer por saturação de sítios, onde todos os núcleos surgem no instante inicial da transformação, ou, por taxa de nucleação constante, onde uma determinada quantidade de núcleos surge por unidade de tempo. Neste trabalho estudou-se o efeito da taxa constante de nucleação nas interfaces de uma rede poliédrica de Kelvin. Rios e Villa, revisitaram o trabalho clássico de Cahn, e propuseram uma equação exata para nucleação em planos paralelos. Utilizou-se então essa abordagem para comparar as simulações computacionais realizadas com o modelo proposto. Comparou-se também essas simulações com o modelo de JMAK. Para pequenas taxas de nucleação, a simulação obteve boa concordância com JMAK, enquanto que, a partir de uma determinada taxa, esta concordância não pode ser observada, uma vez que este modelo contempla núcleos distribuídos aleatoriamente em uma matriz. Por outro lado, a simulação se mostrou correspondente ao modelo de Cahn. Obteve-se também as possíveis microestruturas para os casos estudados.

 

One of the most important steps of phase transformation process is called nucleation. The nucleation may occur by site saturation where all nuclei appear at start of transformation, or, by constant nucleation rate where a number of nuclei appears per unit of time. In this work, was studied the effect of a constant nucleation rate on a Kelvin polyhedral interfaces. Rios and Villa, revisited the Cahn’s classical work and proposed one exact equation for nucleation on parallels plane. This approach was used to compare the computational simulations performed with the proposed model. We also compared these simulations with the JMAK model. For small nucleation rates, the simulation obtained good agreement with JMAK, whereas, from a certain rate, this agreement cannot be observed, since this model contemplates randomly nuclei distributed in a matrix. On the other hand, the simulation was shown to correspond to the Cahn model. The possible microstructures were also obtained for the studied cases.

Palavras-chave

Transformação de Fase; Contorno de Grão; Planos Paralelos; Microestrutura.

Phase Transformations; Grain Boundary; Parallels Planes; Microstructures.