Microstructural formation in Ti alloys: In-situ characterization of phase transformation kinetics

Abstract

Overview Processing and Characterizing Titanium AlloysThe prediction of microstructure during processing needs to characterize the phase transformation occurring during the thermal treatments and their kinetics. In-situ high-energy synchrotron x-ray diffraction experiments performed during temperature variations allow the characterization of the phase evolution. For some transformation conditions, the continuous recording of diffraction diagrams evidences clearly intermediate phases. The quantitative analysis of the diffraction diagrams gives the transformation kinetics of each phase as well as their cell parameters. Transformation kinetics obtained by this method are

Microstructural Evolution and Strain Development in Metal Matrix Composites

“…On cooling the behavior is symmetrical. These behaviors for α and β phases are similar to the ones obtained for titanium alloys [13,14]. The thermal expansion coefficient of each phase was estimated in the linear part of the evolution.…”

Nucleation Behaviour of β to ω Phase Transformations in β-Type Ti-Mo Alloys

“…phases, being easily controlled by thermodynamic processing techniques; heat-treatments and stressing. 1) High strength -type titanium alloys with a considerable ductility have been achieved by means of homogeneous dispersion of high density and nano-size precipitates. 2,3) The dominant controlling factors are considered to be the size and density of the precipitates.…”

Estudo <i>in situ</i> da solubilização e do envelhecimento da liga &beta;-metaestável Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr usando difração de raio-X com luz síncrotron de alta energia

“…É importante destacar que nos mais diversos trabalhos sobre mudanças microestruturais, a cinética das transformações de fase é geralmente caracterizada por meio de diferentes técnicas convencionais, tais como dilatometria, calorimetria exploratória diferencial (DSC), resistividade elétrica e difração de raio-x convencional [27][28][29].…”

“…Porém, novas descobertas podem ser obtidas nos dias de hoje devido ao avanço no desenvolvimento dos métodos de caracterização de materiais. Isto inclui técnicas que permitem observar a evolução da microestrutura in situ, como, por exemplo, experimentos de difração de raio-x de alta energia advindo de luz síncrotron (do inglês High Energy X-Ray Diffraction -HEXRD) [8,[27][28][29]. A técnica de difração de raio-x de alta energia permite acompanhar em tempo real a evolução das transformações de fase durante o processamento termo-mecânico do material usando curtos tempos (≤ 1 s) de aquisição de dados.…”

“…São várias as vantagens de se empregar a luz síncrotron no estudo in-situ (em tempo real) dos materiais, dentre as quais merecem destaque: (a) equipamentos avançados tais como a Gleeble® [29], dilatômetros de deformação e DSC's, entre outros, podem ser acoplados a beamline, permitindo testes dinâmicos de processamento termo-mecânico e inúmeras configurações de ciclos térmicos, esses acompanhados ou não de trabalho mecânico; (b) a alta taxa de leitura e aquisição de dados durante o experimento, como no presente trabalho, em que um anel de Debye-Scherrer foi coletado a cada dois segundos (vide Tabela 2); (c) a penetração do feixe no volume de materiais metálicos através do uso de elevadas energias de até 300 keV [76], que permite, dentre inúmeras possibilidades, uma boa contagem estatística de grãos [27] e a exclusão de efeitos puramente de superfície, além de revelar transições de fase e de ordem/desordem com excelente acuracidade e resolução [77][78][79]; (d) os feixes podem ser bem focalizados com dimensões entre 1 e 100 µm, que é comparável ao tamanho de grão em metais de engenharia dando a oportunidade de se obter informações de um único grão [80]; e (e) feixe colimado e com elevada monocromaticidade, que contribui para uma melhor resolução dos picos de difração de raio-x, além de produzir difractogramas com ruído desprezível [28].…”