Título

PROCESSO DE TÊMPERA E PARTIÇÃO EM AÇOS DE ALTA RESISTÊNCIA COM ADIÇÃO DE Ni

QUENCHING AND PARTITIONING OF Ni-ADDED HIGH STRENGHT STEELS

Autoria

Martins, Ana Rosa; Rizzo, Fernando; Speer, John G.; Matlock, David; Cooman, Bruno De

DOI

10.5151/2594-5327-0285

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Resumo

Aços de alta resistência contendo frações significativas de austenita retida têm alcançado grande interesse comercial principalmente quando associado ao fenômeno TRIP. Recentemente um novo conceito de tratamento térmico, denominado têmpera e partição, T&P, (Quench and Partitioning, Q&P), vem sendo estudado como uma alternativa ao desenvolvimento de aços multifásicos com controle da fração de austenita retida enriquecida pelo fenômeno de partição do carbono. Neste trabalho estão sendo estudados, 4 aços com diferentes percentuais de C, Si Mn, Ni, Cr e Mo. Essas ligas foram especialmente desenvolvidas com o intuito de reduzir a temperatura de transformação Bs, suprimindo assim a formação da bainita durante o tratamento de partição, tornando então possível o enriquecido da austenita retida pelo carbono. A fim de proceder ao levantamento das propriedades em tração, foram tratados termicamente e ensaiados corpos de prova em diferentes condições de processamento térmico. A caracterização microestrutural foi realizada utilizando recursos de microscopia ótica e eletrônica, e ainda técnicas de difração de raios-x para determinar a fração de austenita presente. Os resultados dos ensaios de tração indicaram uma extensa combinação de resistência e ductilidade, indicando a influência da microestrutura final nas propriedades mecânicas. Resultados preliminares indicaram que o fenômeno de partição de carbono entre a martensita e austenita levou a um enriquecimento dessa última e conseqüentemente um aumento da sua estabilidade a temperatura ambiente. Estudos estão em andamento para avaliar a influência dos elementos de liga e dos parâmetros de processamento (tempo/temperatura) no processo de partição do carbono.

 

High strength steels containing significant fractions of retained austenite have been developed in recent years, and are subject of growing commercial interest when associated with the TRIP phenomenon during deformation. Recently, a new process concept, “quenching and partitioning” (Q&P) has been proposed by CSM/USA, and the results show the potential to create a new kind of steel microstructure, controlling the retained austenite fraction enriched by carbon partitioning. Four steels, containing C, Si, Mn, Ni, Cr and Mo, were designed with variation in the Ni and C content, aiming to decrease Bs and to suppress carbide formation during the partitioning treatment. Several heat-treatment procedures were performed in specimens previously machined for tensile testing. The microstructural characterization was done by optical microscopy and X-ray diffraction was used to determine the fraction of retained austenite.The tensile test results showed that except for the high C high Ni alloy, most of the processing conditions resulted in strengths superior to those of TRIP and even martensitic steels. A variety of strength and ductility values was observed, confirming the potential of the Q&P process and illustrating the strong influence of the final microstructure on the mechanical properties. Experimental results for samples partitioned at 400°C indicate that higher tensile strength is associated to a higher fraction of retained austenite. The amount of retained austenite obtained was generally lower than that predicted by the model. Further studies are in progress to understand the influence of alloying and processing parameters (time/temperature) on the partitioning of carbon and precipitation of transition carbides.

Palavras-chave

Aços; Partição de carbono; Austenita retida; TRIP.

Steels; Partitioning; Retained austenite; TRIP.