Title

EFEITO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA SOBRE AS CARACTERÍSTICAS DE AUSTENITIZAÇÃO DE LIGAS VARIANTES DA CLASSE SAE 6150/DIN51CRV4

EFFECT OF SAE 6150/DIN51CrV4 STEEL CHEMICAL COMPOSITION VARIATION ON AUSTENITIC GRAIN SIZE

Authorship

LIMA, ERMANI VINICIUS DE OLIVEIRA; FERREIRA, CARLA REGINA; SALUSTRE, MARIANE GONÇALVES DE MIRANDA; PORCARO, RODRIGO RANGEL; FARIA, GERALDO LÚCIO DE

LIMA, ERMANI VINICIUS DE OLIVEIRA

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FERREIRA, CARLA REGINA

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SALUSTRE, MARIANE GONÇALVES DE MIRANDA

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PORCARO, RODRIGO RANGEL

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FARIA, GERALDO LÚCIO DE

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DOI

10.5151/2594-5327-41993

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Abstract

A austenitização é a primeira etapa para a maioria dos processos de tratamentos térmicos. Esta etapa deve ser bem caracterizada, especialmente nos aços aplicados no segmento automotivo, que demandam, cada vez mais, melhores características microestruturais e propriedades mecânicas. Neste contexto, o presente estudo avaliou o efeito da composição química sobre as características de austenitização de três variantes químicas da liga SAE 6150. Para este fim, simulações termodinâmicas computacionais e experimentação por dilatometria foram executados. As simulações em software com base de dados CALPHAD permitiram a obtenção dos diagramas de fase em condições de equilíbrio termodinâmico, assim como a determinação das temperaturas críticas Ae1 e Ae3 e de completa solubilização de carbonitretos. Por dilatometria, em condições fora do equilíbrio, determinou-se as temperaturas críticas Ac1 e Ac3, assim como o efeito de diferentes temperaturas de austenitização sobre o tamanho de grão austenítico (TGA) das três ligas. Os resultados mostraram que a adição controlada de elementos de liga como Mn, Cr e Nb modificou as temperaturas críticas de austenitização e aumentou a energia de ativação para o crescimento de grão austenítico, proporcionando assim um importante refino microestrutural durante a austenitização

STEEL AUSTENITIZING IS THE FIRST STEP IN MOST HEAT TREATMENT PROCESSES. THIS STEP MUST BE WELL DEFINED, ESPECIALLY IN STEELS USED IN THE AUTOMOTIVE SEGMENT, WHICH INCREASINGLY REQUIRE BETTER MICROSTRUCTURAL CHARACTERISTICS AND MECHANICAL PROPERTIES. IN THIS CONTEXT, THIS STUDY EVALUATED THE EFFECT OF CHEMICAL COMPOSITION ON THREE VARIANTS OF THE SAE 6150 STEEL GRADE. FOR THIS PURPOSE, COMPUTATIONAL THERMODYNAMIC SIMULATIONS AND DILATOMETRIC EXPERIMENTS WERE PERFORMED. THE CALPHAD DATABASE SIMULATIONS ALLOWED OBTAINING OF PHASE DIAGRAMS UNDER THERMODYNAMIC EQUILIBRIUM CONDITIONS, AS WELL AS THE DETERMINATION OF THE CRITICAL TEMPERATURES AE1 AND AE3 AND OF COMPLETE SOLUBILIZATION OF CARBONITRIDES. BY DILATOMETRY, UNDER NON-EQUILIBRIUM CONDITIONS, THE CRITICAL TEMPERATURES AC1 AND AC3 WERE DETERMINED, AS WELL AS THE EFFECT OF DIFFERENT AUSTENITIZING TEMPERATURES ON THE PREVIOUS AUSTENITIC GRAIN SIZE (PAG) OF THE THREE STUDIED ALLOYS. THE RESULTS SHOWED THAT THE CONTROLLED ADDITION OF ALLOYING ELEMENTS SUCH AS MN, CR AND NB CHANGED THE CRITICAL TEMPERATURES AND INCREASED THE ACTIVATION ENERGY FOR AUSTENITIC GRAIN GROWTH, THUS PROVIDING AN IMPORTANT MICROSTRUCTURAL REFINEMENT DURING STEEL AUSTENITIZING

Keywords

Aço SAE 6150, Austenitização, Efeito da composição química, Tamanho de grão austenítico

SAE 6150 steel, Austenitizing, Effect of chemical composition, Austenitic grain size