Title

AVALIAÇÃO DA PRECIPITAÇÃO DE CARBONITRETOS EM AÇOS COM ADIÇÕES DE NIÓBIO E TITÂNIO

EVALUATION OF CARBONITRIDES PRECIPIPITATION IN STEELS WITH ADDITIONS OF NIOBIUM AND TITANIUM

Authorship

Carvalho, Ricardo Nolasco de; Silva, André Luiz Vasconcellos da Costa e; Barbosa, Ronaldo

Carvalho, Ricardo Nolasco de

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Silva, André Luiz Vasconcellos da Costa e

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Barbosa, Ronaldo

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DOI

10.5151/2594-5297-0097

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Abstract

Nióbio, titânio e vanádio têm sido empregados, cada vez mais, como elementos de liga, em diversos tipos de aços, com diversos objetivos. Frequentemente, a aplicação destes elementos tem como objetivo a precipitação de compostos com carbono e nitrogênio, seja com o objetivo de retirar estes elementos de solução ou visando afetar o comportamento do aço pela introdução de precipitados. Para o correto projeto destes aços, é necessário conhecer as quantidades e composições dos precipitados formados. As estratégias de cálculo termodinâmico para avaliação destas características em condições de equilíbrio são bem estabelecidas, e são brevemente revistas neste trabalho. Entretanto, a precipitação ocorre, frequentemente, fora de equilíbrio, e a composição e seqüência de precipitação observada pode diferir das previsões de equilíbrio. Neste trabalho a precipitação durante a laminação contínua de tubos sem costura é avaliada e comparada com os resultados calculados para condições de equilíbrio. Adicionalmente, são apresentados os resultados de um método de cálculo simplificado, em que a precipitação é descrita como ocorrendo sem nenhuma difusão nos precipitados e com homogeneização completa e instantânea da austenita. Amostras obtidas em simulação por torção a quente foram analisadas via microscopia eletrônica de transmissão e os resultados são comparados com as duas simulações. As vantagens e limitações de cada um dos métodos são discutidas e os primeiros resultados são apresentados e comparados com os resultados obtidos.

Nobium, titanium and vanadium are frequently used in steels as alloying elements, with various objectives. Frequently these elements are used with the aim of forming carbon and nitrogen containing compounds, either to scavenge these elements from solution or to affect the steel behavior via precipitation. The proper alloy design of these materials requires knowledge of the amount and composition of the precipitates formed. The calculation strategies used to determine equilibrium results are well established and not reviewed in this work. Precipitation frequently happens out of equilibrium, however and both amount and composition formed might differ from those predicted by equilibrium calculations. In this work precipitation during continuous rolling of seamless tubes is evaluated and compared with the values calculated assuming precipitation occurs under equilibrium. Furhtermore, the results of a simplified calculation method, in which precipitation is calculated assuming full homogeneization of austenite and no diffusion in the precipitates, are presented. Samples following a simulated deformation cycle under hot torsion were evaluated by TEM and the results of these evaluations are compared to those obtained by the two calculation methods. The advantages and limitations of each method are discussed and the first results of the novel method are presented and compared to the experimental results.

Keywords

Aço; Laminação a quente; Precipitação; Microliga; Termodinamica computacional.

Steel; Hot rolling; Precipitation; Microalloying; Computational thermodynamics