Título

O EFEITO DO TAMANHO DE GRÃO ULTRAFINO NO ENCRUAMENTO DO AÇO Nb-Ti OBTIDO POR LAMINAÇÃO A MORNO E RECOZIMENTO INTERCRÍTICO

THE ULTRAFINE GRAIN SIZE EFFECT ON THE STRAIN HARDENING OF A Nb-Ti STEEL PROCESSED BY WARM ROLLING AND INTERCRITICAL ANNEALING

Autoria

Neves, Élida Gonçalves das; Santos, Dagoberto Brandão

DOI

10.5151/2594-5327-0247

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Resumo

A obtenção de aços de baixo teor de carbono microligados pelo processamento termomecânico, visando uma alta resistência mecânica e alta tenacidade a baixas temperaturas, com boas características de ductilidade e soldabilidade, tem sido objetivo da produção industrial desses materiais. Uma vez que a redução do tamanho de grão ferrítico é o único mecanismo capaz de aumentar a resistência mecânica e manter uma boa tenacidade, a produção de aços de grão ferrítico ultrafino se torna importante. Por outro lado, o comportamento desses materiais de granulação ultrafina quando deformados plasticamente tem-se mostrado bastante interessante. Por exemplo, o alongamento uniforme aumenta com a redução do tamanho de grão ferrítico ao mesmo tempo em que se reduz o limite de escoamento e aumenta-se o limite de resistência mecânica. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento durante o encruamento em um aço microligado baixo carbono (0,11% C, 1,41% Mn, 0,028%Nb e 0,012%Ti) de grão ferrítico ultrafino, obtido através de tratamentos térmicos de têmpera, laminação a morno e recozimento intercrítico. A evolução do tamanho de grão ferrítico do aço recozido a 700 e 800°C, após o tratamento térmico e mecânico, foi verificada por metalografia quantitativa. Para se avaliar o comportamento mecânico foram realizados os testes de microdureza Vickers e ensaios de tração, concomitantemente com a modelagem da curva de fluxo. Os valores de tamanho de grão ferrítico variaram até 29% entre o primeiro e último tempo de recozimento. A resistência mecânica e a dureza obtida após o tratamento térmico e mecânico mostraram um acréscimo de 15% quando comparados com o aço em condição inicial. O coeficiente de encruamento também sofreu variações durante o processamento; sendo que a análise de Jaoul-Crussard mostrou aumento de 10% no valor desse para o grão ultrafino.

 

The ferritic grain refinement is a powerful mechanism to improve mechanical properties of low cabon steels providing steels with high strength toughness at low temperatures and good weldability characteristics. The grain size refining is the unique mechanism capable of to increased both mechanical strength and toughness. In this way the refining of ferritic grain is a very attractive processing. The steel with an ultrafine ferritic grain structure shows the better relationship between mechanical strength, ductility and toughness, while the low carbon content enhance good welding characteristics. The objective of this work was to investigate the behavior of work hardening of a microalloyed low carbon-manganese (0,11% C, 1,41% Mn, 0,028%Nb e 0,012%Ti) steel with ultrafine ferritic grain structure produced through thermal treatment, warm rolling and intercritical annealing. After quenching in ice brine, steel samples were submitted to warm rolling at 700oC, with three pass of 0.23 true strain thickness reduction and air coolled. The following intercritical annealling treatment was done at 800oC for soaking times from 1 up to 180 minutes. The mechanical behavior of the steel was estimated using tensile and hardness tests. The mechanical strength and hardness obtained after all processing have shown a 15% increasing when compared with results from the steel in as hot rolling industry condition. The effects of the mechanical and thermal processing on the work hardening of the steel were evaluated by Hollomon and Jaoul-Crussard approach. The ultrafine ferrite grained steel shown a high work hardening exponent around 0.23 and an excellent ductility (total elongation), i.e., better than industrial steel condition.

Palavras-chave

Grão ultrafino; Recozimento intercrítico; Laminação a morno; Coeficiente de encruamento; Curva de fluxo.

Warm rolling; Ultrafine grain; Work hardening coefficient; Elongation.