Título

ESTUDO DA RELAÇÃO DE FASES EM AÇO CARBONO POR MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA E DE TRANSMISSÃO: IMPLICAÇÕES PARA MEDIDAS DE AUSTENITA RETIDA

STUDY OF THE PHASE RELATION IN CARBON STEEL BY SCANNING AND TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY: IMPLICATIONS FOR MEASUREMENTS OF RETAINED AUSTENITE

Autoria

Gouvêa, Cristol de Paiva; Senna, Carlos Alberto; Lidízio, Leandro Reis; Pimenta, Austim Mota; Yonamine, Taeko; Kuznetsov, Alexei; Archanjo, Bráulio Soares; Achete, Carlos Alberto; Hirsh, Thomas Karl

DOI

10.5151/2594-5327-21597

Downloads

Baixar Artigo 255 Downloads

Resumo

A austenita retida é uma importante componente microestrutural de aços tratados termicamente que, dependendo do tipo de aço, pode causar efeitos positivos e negativos nas propriedades e no desempenho desses materiais. A determinação da fração da austenita retida é uma das mais requisitadas tarefas metrológicas na indústria metal-mecânica envolvendo fabricantes e consumidores deste material. Neste trabalho foram analisadas as possíveis fases dispersas na matriz de aço carbono, através das técnicas de EBSD (Electron Backscattering Diffraction), EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy) em uma amostra do aço AISI 52100. Os resultados das análises dos dados de EBSD se revelaram extremamente sensíveis as diferentes suposições em relação à composição de fase (austenita, martensita e cementita) das amostras investigadas. Incertezas na identificação de carbetos e de austenita retida a partir dos padrões de Kikuchi sugerem a correlação estrutural e química entre a fase austenita e de carbetos. Uma nova estratégia de preparo de amostras foi utilizada, onde foi possível coletar ao mesmo tempo, utilizando um microscópio eletrônico, os sinais de SEM (Scanning Electron Microscopy), STEM (Scanning Transmission Electron Microscopy), de EDX e EBSD. A análise química e estrutural, usando a microscopia eletrônica de varredura e transmissão, revelou a estreita conexão química, estrutural e morfológica entre fases de carbetos e da austenita. Misturas heterogêneas de domínios com tamanhos nanométricos de austenita e de carbetos aglomerados em partículas maiores originam as incertezas na identificação de fases presentes na amostra. As implicações dessa interligação para determinação da concentração de austenita retida em aços de carbono são discutidas.

 

The retained austenite is an important microstructural component of heat treated steel that may cause adverse or positive effects in the properties and performance of these materials. The determination of the fraction of retained austenite is one of the most requested metrological tasks in the metal-mechanics industry involving manufacturers and consumers of carbon steel. In this work, the possible phases dispersed in the carbon steel matrix of AISI 52100 steel sample were analyzed by EDX and EBSD techniques. The results of analysis of EBSD data revealed to be extremely sensitive to different assumptions regarding the phase composition (austenite, martensite and cementite) in the samples. Uncertainties in the identification of retained austenite and carbides from the Kikuchi’s patterns suggested the structural and chemical correlation between austenite and carbide phases. A new strategy of the sample preparation was used, which allowed collecting simultaneously, the SEM, STEM, EDX e EBSD signals using a scanning electron microscope. The chemical and structural analysis revealed the close chemical, structural and morphological connections between carbide and austenite phases. Heterogeneous mixture of domains of nanometric sizes of austenite and carbide agglomerated into larger particles originate the uncertainties in the phase identification. The implications of this interconnection for determination of the concentration of retained austenite in carbon steels are discussed.

Palavras-chave

Aço carbono; Austenita retida; Microscopia eletrônica.

Carbon steel; Retained austenite; Electron microscopy.