Título

AVALIAÇÃO MICROESTRUTURAL E MECÂNICA EM AÇOS DE ALTA RESISTÊNCIA SUBMETIDOS AO PROCESSO DE TÊMPERA E PARTIÇÃO

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF STRENGTH STEELS SUBJECTED TO QUENCHING AND PARTITIONING

Autoria

Martins, Ana Rosa; Rizzo, Fernando; Speer, John G.; Monteiro, Maurício

DOI

10.5151/2594-5327-0395

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Resumo

Aços de alta resistência contendo frações significativas de austenita retida têm alcançado grande interesse comercial principalmente quando associados ao fenômeno TRIP durante o processo de conformação final. Recentemente, um novo conceito de tratamento térmico desenvolvido na CSM/USA, identificado por têmpera e partição, vem sendo estudado como excelente alternativa ao desenvolvimento de aços multifásicos com controle da fração volumétrica da austenita retida enriquecida pelo fenômeno de partição de C. A seqüência de processamento térmico envolve a têmpera numa faixa de temperatura entre Ms e Mf, seguido pelo tratamento de partição numa temperatura superior a temperatura de têmpera. Nesse processo o carbono proveniente da martensita supersaturada é utilizado para estabilizar a austenita não transformada, evitando transformações futuras que poderiam ocorrer em temperaturas mais baixas. A fim de suprimir reações competitivas, principalmente a precipitação de carbetos, foram desenvolvidos quatro aços, contendo diferentes percentuais de C e Ni e com a presença dos elementos Si, Mn, Mo e Cr. As amostras foram tratadas termicamente em diferentes condições com o intuito de verificar a influência dos parâmetros na microestrutura gerada e nas propriedades mecânicas. A avaliação microestrutural foi realizada utilizando recursos de microscopia ótica, eletrônica de varredura e de transmissão e ainda empregando a técnica de difração de raios-X para quantificar a fração de austenita e seu enriquecimento. Os resultados de tração indicaram uma vasta combinação de resistência e ductilidade, confirmando a influência da microestrutura nas propriedades mecânicas.

 

High strength steels containing significant fractions of retained austenite have been developed in recent years, and are the subject of growing commercial interest when associated with the TRIP phenomenon during deformation. Thus a new process concept “Quenching and Partitioning” (Q&P) has been proposed to create new steel microstructures with controlled amounts of carbon-enriched austenite. The heat treatment sequence involves quenching to a temperature between the martensite-start (Ms) and martensite-finish (Mf) temperatures, followed by a partitioning treatment above or at the initial quench temperature, designed to enrich the remaining untransformed austenite with the carbon escaping from the supersaturated martensite phase, thereby stabilizing the retained austenite phase during the subsequent quench to room temperature. To enable the austenite enrichment, competing reactions, principally carbide precipitation, must be suppressed by appropriate alloying elements, such as Si. In this work, a group of alloys was investigated, containing additions of Si, Mn, Ni, Cr and Mo. Several heat-treatments were performed using the Q&P concept to evaluate its effect on the resulting microstructure and mechanical properties. Tensile test results showed a large variety of strength and ductility combinations, confirming the influence of the final microstructure on the mechanical properties. Microstructural characterization was performed using optical and electron microscopy, while X-ray diffraction was used to determine both the fraction and the carbon content of the retained austenite

Palavras-chave

Aços; Partição de carbono; Austenita retida; Martensita.

Steel; Carbon partitioning; Retained austenite; Martensite.