Título

ATRASO NA CINÉTICA DE AMACIAMENTO ESTÁTICO DO AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO MICROLIGADO AO NB- E N

DELAY IN STATIC SOFTENING KINETICS OF NB- AND N- BEARING AUSTENITIC STAINLESS STEEL

Autoria

Filho, Sebastião Raimundo de Jesus Belém leitão; Silva, Eden Santos; Rodrigues, Samuel Filgueiras; Reis, Gedeon Silva

DOI

10.5151/2594-5327-33881

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Resumo

Nesse trabalho estudou-se o retardo na cinética de amaciamento estático do aço inoxidável austenitico ASTM F-1586 (ISO 5832-9) usado na confecção de implantes ortopédicos, por meio de ensaios de torção a quente isotérmico em duplo passe. Inicialmente as amostras foram aquecidas por indução até a temperatura de 1250 oC e mantidas por 300 s para solubilização, em seguida resfriadas até a temperatura de deformação (Tdef), que variou de 1000 a 1200 oC, com passes de deformações de ε1 = ε2 = 0,30, taxa de deformação de 1,0 s-1 e tempo entre passes (tp) variando entre 0,1 – 1800 s, simulando um processo de forjamento a quente industrial de um dispositivo ortopédico. Os resultados da simulação física do processamento termomecânico indicaram que 60 % do amaciamento dá-se por recuperação estática (SRV), com moderado valor de energia de falha de empilhamento (γEFE ~ 69 mJ/m2) do aço e tempo de encubação pra iniciar a recristalização estática (SRX) maior que 10 s abaixo de 1100 oC com formação de patamares nas curvas de amaciamento Xs vs tp, indicando atraso na cinética de recristalização estática (SRX) resultante do efeito dos precipitados da fase Z (NbCrN) induzidos por deformação nos contornos dos grãos austeniticos.

 

In this work, the retardation in the static softening kinetics of an austenitic stainless steel ASTM F-1586 (ISO 5832-9) used in the manufacture of orthopedic implants is investigated. Double-pass deformations were applied by means of torsion testing under isothermal conditions. The samples were initially heated to 1250 oC using an induction furnace and were held for 300 s to allow for complete solubility. This was followed by cooling down to the deformation temperatures (Tdef) in the range 1000 to 1200 oC. Pass strains of 0.30, strain rate of 1.0 s -1 and interpass times ranging from 0.1-1800 s were employed. These process parameters were selected to simulate the industrial-scale hot forging of this alloy to produce orthopedic implants. The results of the thermomechanical physical simulations indicated that 60% of the softening mechanisms occurred by means of static recovery (SRV). The calculated stacking fault energy (γSFE) of the present material is around 69 mJ/m2, which explains the incubation time for the onset of static recrystallization (SRX) to be greater than 10 s at temperatures below 1100 oC. The static softening curves, i.e. softening fraction (Xs) versus time (tp) plots, indicate that the delay in the static recrystallization (SRX) kinetics probably resulted from the effect of Z-phase precipitates (NbCrN) located in the grain boundaries which were induced by deformation.

Palavras-chave

Processamento Termomecânico; Mecanismo de Amaciamento Estático; Precipitação Induzida por Deformação

Thermomechanical Processing; Static Softening mechanisms, Deformation-Induced Precipitation.