Computer-based simulation of kinetics of internal corrosion of engineering alloys at high-temperatures

Abstract

Hans-Jürgen ChristInstitute for Materials Science -University of Siegen / Germany. E-mail: crist@ifwt.mb.uni-siegen.de Ulrich KruppApplied University of Osnabrück / Germany. E-mail: u-krupp@fh-osnabrueck.de ResumoUma previsão razoável da durabilidade de estruturas ou equipamentos que operam em temperaturas elevadas e atmosferas agressivas requer um completo entendimento dos mecanismos de degradação dos materiais causados por cargas mecânicas e corrosão. O objetivo geral desse estudo é simular processos de corrosão em temperaturas elevadas em condições próximas àquelas encontradas na realidade. Isto requer um modelo termodinâmico para prever a estabilidade das fases e um modelamento matemático que descreva os processos cinéticos, por exemplo, difusão no estado sólido -difusão no interior do grão e ao longo dos contornos de grão. Um programa computacional foi desenvolvido para descrever a oxidação interna, nitretação e sulfetação de várias ligas comerciais. O subprograma termodinâmico ChemApp foi integrado em um modelo numérico que usa o método de diferenças finitas. O modelo desenvolvido simula processos de corrosão interna que são controlados por difusão no estado sólido e que envolvam precipitação de várias fases. Formação de zona de corrosão interna, incluindo corrosão intercristalina em aços contendo baixo teor de Cr, é também tratada pelo modelo computacional desenvolvido. Nesse artigo, são consideradas soluções diluídas e monofásicas. Palavras-chave:Nitretação interna, oxidação, termodinâmica computacional, ChemApp, InCorr, diferenças finitas.

Modeling Internal Oxidation of Binary Ni Alloys

“…where D O is the diffusion coefficient of oxygen, t is the specific simulation time and γ an appropriate kinetics parameter that can be calculated via use of the diffusion equations [11,17,18] seen above. The region 0 > x > ξ(t), known as the oxidation zone, is where the oxygen diffusion is confined.…”

Experimental and computer thermodynamics evaluations of an Al-Si-Coating on a quenchable steel

“…Calphad (Dinsdale, 1991) method allows the theorectical modelling of phase diagrams taking advantage of the current development of powerful computers and sophisticated softwares. A powerful commercial software using the Calphad methodology is the FactSage (Bale et al, 2002;Trindade et al, 2009), which was used in this work for the thermodynamics calculations for the binary Al-Si, Fe-Al and Fe-Si systems as well as the ternay Fe-Al-Si and quaternary Fe-Al-Si-O systems.…”