Title

FORMAÇÃO DE BAINITA A BAIXAS TEMPERATURAS EM AÇO ALTO C-Si E SEU DESEMPENHO MECÂNICO

BAINITE FORMATION AT LOW TEMPRATURES IN A HIGH C-Si STEEL AND ITS MECHANICAL BEHAVIOR

Authorship

Santos, Dagoberto Brandão; Guerra, Sandra de Castro; Pinheiro, Icaro Portela; Fajardo, Rodrigo Ferreira; Gonzalez, Berenice Mendonça

Santos, Dagoberto Brandão

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Guerra, Sandra de Castro

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Pinheiro, Icaro Portela

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Fajardo, Rodrigo Ferreira

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Gonzalez, Berenice Mendonça

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DOI

10.5151/2594-5327-15060

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Abstract

É conhecido que uma quantidade significante de austenita estabilizada pode ser obtida em aços alto carbono contendo altos teores de Mn e Si (1,5% - 2%). O silício age no sentido de evitar a precipitação de carbonetos quando o aço é tratado isotermicamente na região de formação da bainita. Quando esta se forma em temperaturas relativamente baixas, não há possibilidade de difusão do ferro ou de solutos substitucionais o que leva à formação de placas de bainita inacreditavelmente finas, tornando o material muito resistente . Neste trabalho, foi investigada a influência do ciclo térmico de resfriamento e partição (quenching and partioning) sobre o comportamento mecânico de um aço 0,56%C-1,50%Si-0,80%Mn- 0,77%Cr, apresentando efeito TRIP. O ciclo térmico consistiu no aquecimento do aço laminado a quente na região austenítica a 900oC e a rápida transferência desse para um banho metálico mantido a 220oC. Os tempos de permanência no banho foram de 0,5 h; 2 h; 24 h e 48 h. Em seguida, foram ensaiados em tração e sua microestrutura examinada por microscopia óptica e eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que o aço alcançou o alongamento total na faixa de 10% a 15%, limite de resistência na faixa de 2.000 Mpa a 2.100 MPa e limite de escoamento entre 1.650 MPa e 1.900 MPa. Essa combinação de alta resistência e ductilidade está associada à existência de austenita retida e à formação de ferrita bainítica com ocorrências de martensita durante os tratamentos térmicos realizados.

It is well know that a significant amount of stabilized austenite can be achieved in high carbon steels containing high amounts of Mn and Si (1,5-2 %). Silicon acts in order to avoid the precipitation of carbides when the steel is isothermically treated at the region of bainite formation. When bainite forms at relatively low temperatures, there is no possibility of iron or substitutional solutes diffusion, allowing the formation of unbelievably thin bainite plates, making the material very strong. In the present work the influence of the thermal cycle of quenching and partitioning over the mechanical behavior of a steel (0,56%C-1,50%Si- 0,80%Mn-0,77%Cr), with TRIP effect, was investigated. The thermal cycle consisted of heating the rolled steel to the austenitic region, at 900 oC, and rapidly transferring it to a metallic bath at 220 oC. The time the steel was in the bath varied from 1⁄2 h to 48 h (1⁄2, 2, 24 and 48 h). After that different samples were examined and stress-strain curves were built. The material achieved a total elongation about 10 to 15 %, tensile strength about 2000 to 2100 MPa and yield strength about 1650 to 1900 MPa. This combination of high strength and ductility is associated to the existence of retained austenite and to the formation of bainitic ferrite along with martensite during the performed heat treatments.

Keywords

Partição; Bainita; Efeito TRIP; Austenita retida; Austêmpera.

Quenching and partitioning; Bainite; TRIP effect; Retained austenite.