Title

DESENVOLVIMENTO DO AÇO INOXIDÁVEL SUPERMARTENSÍTICO MICROLIGADO AO NIÓBIO

DEVELOPMENT OF THE SUPERMARTENSITIC STAINLESS STEELS MICROALLOYED WITH NIOBIUM

Authorship

Rodrigues, C. A. D.; Lorenzo, P. L. Di; Sokolowski, D.; Barbosa, E. C. A.; Rollo, F. J. M. D. A.

Rodrigues, C. A. D.

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Lorenzo, P. L. Di

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Sokolowski, D.

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Barbosa, E. C. A.

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Rollo, F. J. M. D. A.

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DOI

10.5151/2594-5327-0233

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Abstract

A nova geração dos aços inoxidáveis supermartensíticos (SuperMartensitics Stainless Steels-SMSS), apresenta melhorias nas propriedades mecânicas, resistência à corrosão e soldabilidade, quando comparados aos aços inoxidáveis martensíticos convencionais. As propriedades mecânicas de resistência à tração entre 880-900 MPa, limite de resistência ao escoamento (0,2%) entre 600-700 MPa, alongamento superior a 20%, dureza entre 30-25 HRc e resistência ao impacto superior a 100J/cm. Este trabalho apresenta o estudo no desenvolvimento do aço experimental SMSS microligado ao Nb, obtido por fusão a vácuo e tratado termomecânicamente similar aos aços inoxidáveis. A técnica dilatométrica foi utilizada para simular os tratamentos térmicos inerentes a decomposição da austeníta, impondo ciclos térmicos pré-determinados com taxa de resfriamento que simulam uma têmpera em água, óleo, ar e dentro do forno. As caracterizações microestruturais em todas as etapas foram realizadas por microscopia óptica, microscópia eletrônica de varredura. A determinação do tamanho do grão austenítico foi obtida por microscópia óptica com estágio a quente sob vácuo. A composição química projetada 12,5Cr-5,4Ni-2,1Mo-0,2Nb, resultou numa microestrutura formada por martensíta revenida e carbonitretos Nb (C,N), e com valor do limite de resistência à tração 910 MPa, limite de resistência ao escoamento (0,2%) de 860 MPa, alongamento 20,80%, dureza de 26 HRc e resistência ao impacto 199J/cm, enquadrando este aço dentro sob norma.

In the evolution of stainless steel, a new class of materials has arisen, which are referred to as supermartensitic stainless steels (SMSS). They exhibit higher mechanical strength, corrosion resistance and weldability than the conventional martensitic stainless steels. The mechanical properties with typical values of 880- 900 MPa for the tensile strength, 600-700 MPa for the 0,2% yield strength, elongation above 20% and hardness of 26-30 HRC. The work presents studing in development of SMSS microalloying with Nb, were obtained in a conventional furnace under vacuum and subsequently hot rolled and heat treatment similar to the used in the production of the conventional stainless steels. The dilatometric technique was using heat teatment to austenitic decomposition and cooling rates simulating water, oil, air quenching and very low cooling (as furnace cooling) were performed. The microstructural characterization was carried out using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and hot stage microscopy for austenitic grain size determination. The chemical composition with 12,5Cr, 5,4Ni, 2,1Mo and 0,2Nb, resulted the microstructure typical of a martensite matrix with carbonitride of Nb (C,N) precipitates, and values of mechanical properties inside to specifications this new SMSS class, with hardness of 26 HRC, 910 MPa of tensile strength, 860 MPa of yield strength, 20,8% elongation and 199 J/cm of Charpy impact.

Keywords

Aços inoxidáveis supermartensítico; Nióbio; Transformação de fases em ligas ferrosas.

Supermartentic stainless steels; Stainless steels; Niobium; Transformations of phases; Heat treatment.