Title

PRECIPITAÇÃO EM AÇOS DE ULTRA-BAIXO CARBONO

PRECIPITATION IN ULTRA-LOW CARBON STEELS

Authorship

Avillez, Roberto Ribeiro de; Silva, André Luiz Vasconcellos da Costa e

Avillez, Roberto Ribeiro de

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Silva, André Luiz Vasconcellos da Costa e

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DOI

10.5151/2594-5327-14875

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Abstract

Aços de ultra-baixo carbono e aços livres de interstiticiais (IF) tem sido desenvolvidos para aumentar as propriedades de conformação mecânica após o recozimento contínuo. A concentração residual dos solutos intersticiais carbono e nitrogênio é reduzida pelo emprego de microadições de elementos fortes formadores de carbetos e nitretos, em particular, titânio e nióbio. A precipitação dos carbonitretos começa em temperaturas muito elevadas, quase que simultaneamente com o processo de solidificação. Ainda que o cálculo de equilíbrio mostre a possibilidade de obter concentrações extremamente reduzidas de solutos intersticiais pelo emprego de microadições de Ti, ou Nb, a precipitação é efetivamente um processo controlado pela difusão e, portanto, depende da taxa de resfriamento do aço durante o lingotamento contínuo, ou posteriormente, durante o reaquecimento e a laminação a quente. O estudo apresentado emprega um modelo simples com DICTRA® para explorar o crescimento do carbonitreto em dois aços IF microligados com titânio e nióbio em função da taxa de resfriamento e do tamanho do campo difusional. Mostra-se que o crescimento do carbonitreto pode ocorrer sob condições muito afastadas do equilíbrio para as taxas normalmente empregadas da solidificação até a completa transformação da austenita em ferrita. Discute-se, então, as implicações destes resultados sobre o processamento destes aços.

The IF-interstitial free steels have been developed to increase the formability properties after continuous annealing. The residual carbon and nitrogen solutes are gettered using strong carbide and nitride formers, such as Nb and Ti. The precipitation of the carbonitrides starts at very high temperature, almost together with the solidification process. Even though equilibrium calculation shows that very low concentration values of interstitial solutes are possible to be attained by microalloying with Ti, or Nb, the precipitation is a diffusion controlled process and, therefore, depends on the rate of cooling of the steel during continuous casting, or afterwards, during reheating and hot rolling. The present research employs a simple model with DICTRA® to explore the growth of carbonitride in two typical IF-steels microalloyed with titanium and niobium as a function of the cooling rate and the size of diffusional field. It is shown that the carbonitride growth can be far from equilibrium conditions for normal cooling rates that might be used from solidification until the complete austenite transformation to ferrite. The implications of the results of the present kinetic model to the processing of these in steels is discussed.

Keywords

Crescimento de carbonitretos; Aços IF; Nióbio; Titânio; Difusão.

Carbonitride growth; IF steels; Niobium; Titanium; Diffusion.