Título

DESENVOLVIMENTO DE NOVOS AÇOS ESTRUTURAIS RESISTENTES AO INCÊNDIO LIGADOS AO NIÓBIO E COM MOLIBDÊNIO REDUZIDO

DEVELOPMENT OF A NEW FIRE RESISTANT STRUCTURAL STEEL ALLOYED WITH NIOBIUM AND LOW MOLYBDENUM

Autoria

Braga, Ana Paola Villalva

DOI

10.5151/2594-5327-35019

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Resumo

OS AÇOS ESTRUTURAIS RESISTENTES AO INCÊNDIO, DISPONIBILIZADOS COMERCIALMENTE NO MERCADO INTERNACIONAL, APRESENTAM CUSTO SIGNIFICATIVAMENTE MAIS ELEVADO, DEVIDO AO EMPREGO DE ELEMENTOS DE LIGA DE ALTO VALOR, ESPECIALMENTE O MO. O MO FAVORECE A FORMAÇÃO DE ESTRUTURAS ACICULARES, PROMOVE ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA E RETARDA O ENGROSSAMENTO DE CARBONETOS SECUNDÁRIOS. OS AÇOS MICROLIGADOS CONTENDO MO APRESENTAM MENOR SUSCETIBILIDADE À PERDA DE RESISTÊNCIA MECÂNICA, QUANDO EXPOSTOS A SITUAÇÕES DE INCÊNDIO, APRESENTANDO LIMITE DE ESCOAMENTO, A 600 °C, DE 2/3 DO LIMITE DE ESCOAMENTO NA TEMPERATURA AMBIENTE. ENTRETANTO, O USO DO MO AUMENTA SOBREMANEIRA O CUSTO DO AÇO, INIBINDO FORTEMENTE A SUA UTILIZAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL NO PAÍS. O DESENVOLVIMENTO DE NOVOS AÇOS RESISTENTES AO INCÊNDIO, PARA APLICAÇÃO EM ESTRUTURAS DE EDIFICAÇÕES, DE CUSTO MAIS BAIXO, E QUE NÃO NECESSITEM PROTEÇÕES TÉRMICAS, CONSTITUI UM DESAFIO TECNOLÓGICO. O PRESENTE PROJETO DE PESQUISA BUSCA O DESENVOLVIMENTO DE NOVOS AÇOS ESTRUTURAIS, DE MENOR CUSTO, COM DESEMPENHO MELHORADO SOB SITUAÇÕES DE INCÊNDIO, EXPLORANDO A COMBINAÇÃO DE PROJETO DE LIGA ALTERNATIVO (COM REDUÇÃO SIGNIFICATIVA DO TEOR DE MO) E PROCESSAMENTO TERMOMECÂNICO CONTROLADO. NESTE ESTUDO, FORAM PROJETADOS AÇOS MICROLIGADOS CONTENDO BORO, NIÓBIO E OUTROS ELEMENTOS MICROLIGANTES, QUE PROPICIAM A FORMAÇÃO DE ESTRUTURAS ACICULARES E A PRECIPITAÇÃO SECUNDÁRIA DE CARBONETOS, A CUSTO MAIS BAIXO. A PESQUISA VISA A OTIMIZAÇÃO DA RELAÇÃO ENTRE PRECIPITAÇÃO DE CARBONETOS DE ELEMENTOS MICROLIGANTES NA AUSTENITA, PARA REFINO DE GRÃO, E PRECIPITAÇÃO SECUNDÁRIA NA FERRITA EM TEMPERATURAS DE INCÊNDIO, PARA AUMENTO DE RESISTÊNCIA MECÂNICA POR PROCESSO DE SELF-HEALING OU DE AUTOCURA.

 

MOLYBDENUM CONTAINING FIRE-RESISTANT STRUCTURAL STEELS ARE AVAILABLE ON THE INTERNATIONAL MARKET, BUT ARE MUCH MORE EXPENSIVE THAN CONVENTIONAL STRUCTURAL STEELS, INHIBITING ITS USE IN THE BUILDING INDUSTRY IN BRAZIL. MOLYBDENUM PROMOTES THE FORMATION OF ACICULAR MICROSTRUCTURES, SOLID SOLUTION HARDENING, AND DELAYS SECONDARY CARBIDES COARSENING. MO CONTAINING FIRE-RESISTANT STEELS ARE LESS SUSCEPTIBLE TO LOSS OF MECHANICAL PROPERTIES WHEN EXPOSED TO FIRE SITUATIONS, SHOWING YIELD STRENGTHS, AT 600 °C, AT LEAST 2/3 OF THE ROOM TEMPERATURE YIELD STRENGTH. THE DEVELOPMENT OF LOWER-COST, NEW LEAN MO FIRE-RESISTANT STEELS, NOT REQUIRING THERMAL PROTECTION, IS A TECHNOLOGICAL CHALLENGE IN THE STEELMAKING AND BUILDING INDUSTRIES. THIS RESEARCH PROJECT SEEKS THE DEVELOPMENT OF THE COMBINATION OF A NEW ALLOY DESIGN (REDUCED MOLYBDENUM CONTENTS) WITH CONTROLLED THERMOMECHANICAL PROCESSING. BORON AND NIOBIUM ADDITIONS TO MICROALLOYED STEELS MAY PROVIDE SYNERGISMS FOR THE FORMATION OF ACICULAR STRUCTURES AND ENHANCE SECONDARY PRECIPITATION OF CARBIDES, AT A LOWER COST. THE RESEARCH AIMS THE OPTIMIZATION OF THE RELATIONSHIP BETWEEN MICROALLOYED CARBIDES PRECIPITATION IN AUSTENITE, FOR GRAIN REFINING, AND SECONDARY PRECIPITATION IN THE FERRITIC PHASE AT FIRE TEMPERATURES, TO INCREASE YIELD STRENGTH BY SELF-HEALING PROCESSES.

Palavras-chave

Aço resistente ao fogo; Caracterização microestrutural; Molibdênio reduzido; Nióbio

Fire resistant steel; Microstructural characterization; Low Mo; Niobium.