Title

EVOLUÇÃO MICROESTRUTURAL E SEU EFEITO NO COMPORTAMENTO MECÂNICO DO AÇO Nb-Ti DE GRÃO ULTRAFINO LAMINADO A MORNO

THE ULTRAFINE GRAIN SIZE EFFECT ON MECHANICAL BEHAVIOR OF A Nb-Ti STEEL PROCESSED BY WARM ROLLING AND INTERCRITICAL AND SUBCRITICAL ANNEALING

Authorship

Duarte, Dayanna Moreira; Faria, Erick Ribeiro de; Ribeiro, Érica Aparecida Silva; Balancin, Oscar; Santos, Dagoberto Brandão

Duarte, Dayanna Moreira

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Faria, Erick Ribeiro de

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Ribeiro, Érica Aparecida Silva

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Balancin, Oscar

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Santos, Dagoberto Brandão

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DOI

10.5151/2594-5297-0085

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Abstract

A obtenção de aços baixo carbono microligados pelo processamento termomecânico para atingir alta resistência mecânica e tenacidade a baixas temperaturas, com boas características de ductilidade e soldabilidade, tem sido o grande objetivo da produção industrial desses materiais. Por outro lado, o comportamento desses materiais de granulação ultrafina quando deformados plasticamente tem se mostrado bastante interessante. Por exemplo, o alongamento uniforme aumenta com a redução do tamanho de grão ferrítico ao mesmo tempo em que se reduz a razão elástica. Assim, o objetivo deste trabalho foi acompanhar a evolução da microestrutura ao longo do processamento térmico e mecânico para interpretar o desempenho mecânico de um aço microligado baixo carbono (0,11% C, 1,41% Mn, 0,028%Nb e 0,012%Ti) de grão ferrítico ultrafino, obtido através de tratamentos térmicos de têmpera, laminação a morno e recozimentos intercrítico e subcrítico. A evolução do tamanho de grão ferrítico do aço recozido a 550 e 800°C foi verificada por metalografia quantitativa e por técnicas de difração de elétrons retroespalhados (EBSD). Para avaliar o comportamento mecânico, foram realizados os testes de tração e impacto. Os valores de tamanho de grão ferrítico variaram até 29% entre o primeiro e último tempo de recozimento. A resistência mecânica para o aço constituído por matriz ferrítica e dispersão de carbonetos nanométricos mostrou um acréscimo de 25%, quando comparada com o aço na condição de fornecimento. Por sua vez, para o aço recozido a 800oC, houve aumento na resistência mecânica e na energia absorvida no ensaio de impacto.

The ferritic grain refinement is a powerful mechanism to improve mechanical properties of low carbon steels providing steels with high strength toughness at low temperatures and good weldability characteristics. The grain size refining is the unique mechanism capable of to increase both mechanical strength and toughness. In this way the refining of ferritic grain is a very attractive processing. The steel with an ultra-fine ferritic grain structure shows the better relationship between mechanical strength, ductility and toughness, while the low carbon content enhances good welding characteristics. The objective of this work was to investigate the behavior of work hardening of a microalloyed low carbon-manganese (0,11% C, 1,41% Mn, 0,028%Nb e 0,012%Ti) steel with ultra-fine ferritic grain structure produced through thermal treatment, warm rolling, followed by sub and intercritical annealing. After quenching in ice brine, steel samples were submitted to warm rolling at 700oC, with three pass of 0.23 true strain thickness reduction and air cooled. The following intercritical annealing treatment was done at 550 or 800oC for soaking times from 5 up to 120 min. The mechanical behavior of the steel was estimated using tensile and impact tests. The mechanical strength obtained after all processing have shown a 15% increasing when compared with results from the steel in as hot rolling industrial condition. However, the toughness has decreased due to the formation of delamination.

Keywords

Grão ultrafino; Recozimento intercrítico; Laminação a morno; Cementita.

Warm rolling; Ultra-fine grain; Cementite; Sub critical annealing.