Title

EFEITO DOS TEORES DE ALUMÍNIO E NITROGÊNIO NA DUCTILIDADE A QUENTE DOS AÇO

EFFECT OF ALUMINUM AND NITROGEN CONTENTS ON HOT DUCTILITY OF STEELS

Authorship

Reis, Rafael Fernandes; Oliveira, Leonardo Jose Silva de; Cunha, Everton Paco

Reis, Rafael Fernandes

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Oliveira, Leonardo Jose Silva de

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Cunha, Everton Paco

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DOI

10.5151/2594-5300-34580

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Abstract

AS REGIÕES DE ENCURVAMENTO E DESENCURVAMENTO SÃO AS MAIS SUSCEPTÍVEIS A FORMAÇÃO DE TRINCAS SUPERFICIAIS NO LINGOTAMENTO CONTÍNUO. TAIS TRINCAS ESTÃO FORTEMENTE RELACIONADAS ÀS CONDIÇÕES DE PROCESSAMENTO E A DUCTILIDADE A QUENTE DO AÇO. CURVAS DE DUCTILIDADE A QUENTE PARA AÇOS HIPO PERITÉTICOS FORAM OBTIDAS CONTENDO DIFERENTES NÍVEIS DE NITROGÊNIO E ALUMÍNIO. PARA ISSO, CORPOS DE PROVA FORAM DEFORMADOS A QUENTE NO SIMULADOR TERMOMECÂNICO GLEEBLE® EM TEMPERATURAS ENTRE 800 °C E 1100 °C E ATMOSFERA CONTROLADA. A TAXA DE DEFORMAÇÃO E OS CICLOS DE RESFRIAMENTO DOS CORPOS DE PROVA SIMULADOS SÃO REPRESENTATIVOS AO PROCESSO INDUSTRIAL. OS RESULTADOS MOSTRARAM QUE SOB TEMPERATURAS ENTRE 800 °C E 1000 °C A DUCTILIDADE FOI FORTEMENTE REDUZIDA EM AÇOS COM ELEVADO PRODUTO DE ALUMÍNIO-NITROGÊNIO, [AL]X[N], PROVAVELMENTE DEVIDO A ELEVADA FRAÇÃO DE PRECIPITADOS FORMADOS DE NITRETO DE ALUMÍNIO, AVALIADOS POR MEIO DE TERMODINÂMICA COMPUTACIONAL. ANÁLISES DA MICROESTRUTURA E SUPERFÍCIE FRATURA INDICARAM TENDÊNCIA DE MUDANÇA DO COMPORTAMENTO DE DÚCTIL PARA FRÁGIL COM A REDUÇÃO DA TEMPERATURA E ELEVAÇÃO DO PRODUTO [AL]X[N]. PARA [AL]X[N] NA ORDEM DE 2X10-4 UMA REDUÇÃO DE ÁREA ACIMA DE 30% FOI ENCONTRADA E FRATURA COM ASPECTO FRÁGIL E INTRAGRANULAR. DE ACORDO COM OS RESULTADOS DE DUCTILIDADE A QUENTE DOS AÇOS ESTUDADOS E NAS CONDIÇÕES DE LINGOTAMENTO, FOI PERCEBIDO UM ELEVADO CONTROLE NOS NÍVEIS DE ALUMÍNIO E NITROGÊNIO, ASSOCIADO AO CORRETO AJUSTE DOS PLANOS DE RESFRIAMENTO DA MÁQUINA, PERMITINDO A REDUÇÃO DO RISCO DE OCORRÊNCIA DE TRINCAS.

THE BENDING/UNBENDING REGIONS ARE THE MOST SUSCEPTIBLE TO SURFACE CRACKS FORMATION IN THE CONTINUOUS CASTING PROCESS. SUCH CRACKS ARE STRONGLY RELATED TO THE PROCESSING CONDITIONS AND TO THE HOT DUCTILITY OF THE STEEL. THUS, THE HOT DUCTILITY CURVES FOR HYPOPERITETIC STEELS, CONTAINING DIFFERENT LEVELS OF NITROGEN AND ALUMINUM, WERE DETERMINED. FOR THIS, THE SPECIMENS WERE HOT DEFORMED IN THE THERMOMECHANICAL SIMULATOR GLEEBLE® AT TEMPERATURES BETWEEN 800 °C AND 1100 °C IN A CONTROLLED ATMOSPHERE. THE DEFORMATION RATE AND THE COOLING CYCLES OF THE SPECIMENS SIMULATED THE INDUSTRIAL CASTING PROCESS. THE RESULTS SHOWED THAT, TEMPERATURES BETWEEN OF 800 °C TO 1000 °C, DUCTILITY WAS SIGNIFICANTLY REDUCED IN STEELS WITH A HIGHER ALUMINUM-NITROGEN PRODUCT, [AL]X[N], PROBABLY DUE TO THE HIGHER FRACTION OF ALUMINUM NITRIDE PRECIPITATES FORMED, EVALUATED BY COMPUTATIONAL THERMODYNAMIC ANALYSIS. MICROSTRUCTURAL AND FRACTURE ANALYZES INDICATED A TENDENCY TO CHANGE FROM DUCTILE TO BRITTLE REGIME WITH A REDUCTION IN TEMPERATURE AND AN INCREASE IN [AL]X[N]. FOR [AL]X[N] OF THE ORDER 2X10-4, AN AREA REDUCTION OF UP TO 30% WAS FOUND WITH A FRAGILE FRACTURE WITH AN INTRAGRANULAR ASPECT. ACCORDING TO THE RESULTS OF HOT DUCTILITY OF THE STEELS STUDIED IN THE CONDITIONS OF SECONDARY COOLING, IT WAS FOUND THAT A GREATER CONTROL IN THE LEVELS OF ALUMINUM AND NITROGEN, ASSOCIATED WITH A CORRECT ADJUSTMENT OF THE COOLING PLANS OF THE MACHINE, ALLOW TO MINIMIZE THE RISKS OF OCCURRENCE OF CRACKS.

Keywords

Ductilidade a quente; trincas superficiais; lingotamento contínuo.

Hot Ductility; Surface cracks; continuous casting.