Title

MODELAMENTO COMPUTACIONAL DE UMA MATRIZ 3D DE AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX E SEU LIMITE DE RESISTÊNCIA A TRAÇÃO EM FUNÇÃO DA EVOLUÇÃO DA FASE SIGMA

COMPUTATIONAL MODELING OF A 3D MATRIX OF DUPLEX STAINLESS STEEL AND ITS ULTIMATE STRENGTH IN FUNCTION OF THE SIGMA PHASE EVOLUTION

Authorship

Santos, Ana Gabriella Conceição dos; Ventura, Harison da Silva; Lyrio, Mariana Sizenando; Moreira, Fernanda Nascimento; Sá, Gabriella Maria Silveira de; Assis, Weslley Luiz da Silva

DOI

10.5151/2594-5327-33855

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Abstract

O surgimento de fases intermetálicas em aços é matéria de grande interesse devido ao caráter nocivo que elas podem conferir às propriedades mecânicas do material. No presente trabalho, foi estudado o efeito do surgimento da fase sigma em um aço inoxidável duplex através de modelamento numérico-computacional. A microestrutura duplex foi obtida via simulação, sendo, então utilizada como matriz para a nucleação e crescimento da fase sigma, também via simulação. O método do Cone Causal foi utilizado para o desenvolvimento da microestrutura e os resultados foram comparados com a metodologia da cinética formal de JMAK para fins de validação do modelo. Os resultados da simulação permitem obter, através da Regra das Misturas, predições sobre as propriedades mecânicas do material, no caso, o limite de resistência à tração, que foi comparado com os dados encontrados na literatura. Foi possível constatar o aumento do limite de resistência à tração para maiores frações volumétricas de sigma, o que traz como resultado a diminuição da ductilidade para o aço.

 

The appearance of intermetallic phases in steels is a matter of great interest due to the harmful character that they can confer to the mechanical properties of the material. In the present work, the effect of the appearance of the sigma phase for a duplex stainless steel through numerical-computational modeling was studied. The duplex microstructure was obtained by computational simulation, to be used as a matrix for the nucleation and growth of the sigma phase, also by simulation. The Causal Cone method was used for the development of the microstructure and the results were compared with the formal kinetic methodology of JMAK for model validation purposes. The results of the simulation allow obtaining, by the Mixing Rule, predictions about the mechanical properties of the material, in this case, the ultimate strength, which was compared with the data found in the literature. It was possible to verify the increase of the hardness for greater volumetric fractions of sigma, which results in the reduction of the ductility of the steel.

Keywords

Fase Sigma; Simulação Computacional; Modelamento 3D; Propriedades Mecânicas.

Sigma Phase; Computacional Simulation; 3D Modeling; Mechanical Properties.