Título

TRANSFORMAÇÃO DE FASE AUSTENITA-MARTENSITA ADICIONAL INDUZIDA POR TENSÕES RESIDUAIS NA REGIÃO DA SUPERFÍCIE DE AMOSTRAS DE AÇO CARBONO

ADDITIONAL AUSTENITE-MARTENSITE PHASE TRANSITION INDUCED BY SURFACE RESIDUAL STRESSES IN CARBON STEEL SAMPLES

Autoria

Kuznetsov, Alexei; Linares, Luis Paulo Fernandes Liberto; Oliveira, Tiago Lira; Yonamine, Taeko; Archanjo, Braulio Soares; Hirsch, Thomas Karl; Achete, Carlos Alberto

DOI

10.5151/2594-5327-21586

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Resumo

A difração de raios X (DRX) é a técnica mais confiável na determinação da fração da austenita retida em aços carbono. Entretanto, a técnica é limitada à região da superfície com a espessura da ordem de 10 m de profundidade. O tratamento térmico de aços pode introduzir um campo de tensões residuais na superfície das amostras na mesma escala de profundidade, o que por sua vez, pode provocar uma transformação adicional da austenita em martensita criando gradientes de concentração da austenita retida. Desta forma, os resultados obtidos por difração ou outras técnicas limitadas à região da superfície de material podem desviar-se das concentrações da austenita retida do “bulk”. Neste trabalho são apresentadas as evidências e o estudo experimental desse fenômeno. Os dados de DRX foram obtidos em amostras do aço AISI 52100 com o uso de três radiações características K (Cu, Cr, Mo). Os resultados de experimentos mostram alterações sistemáticas do valor da fração da austenita retida em função da profundidade média de penetração de raios X. Ao mesmo tempo, as medidas de tensão residual das amostras confirmam tensões trativas nas superfícies das amostras. Nós discutimos o efeito de campo de deformação na metaestabilidade da austenita retida e na cinética de transformação austenita-martensita.

 

X-ray diffraction (XRD) is the most reliable technique for determination of the retained austenite content in carbon steels. However, this technique is limited to the subsurface samples region of the thickness of the order of 10 m. Thermal treatment of steels can introduce a field of residual stresses in sub-surface region of samples on the same scale of depth. This stress field may induce an additional transformation of austenite to martensite producing gradients of the retained austenite concentration across a sub-surface region. Thus, the results obtained by diffraction or by other technique limited to a subsurface region of a material can deviate from concentration of retained austenite of a bulk. The evidences and experimental study of this phenomenon are presented in this work. XRD data were obtained in AISI 52100 steel samples using three K characteristic X radiations (Cu, Cr, Mo). Experimental results show a systematic variation of the retained austenite fractions as a function of the mean penetration depth of X-rays. At the same time, residual stress measurements of the samples confirm the presence of tensile stresses on the sample surface. We discuss the effect of the stress field on a metastability of retained austenite and on kinetics of austenite-martensite transformation.

Palavras-chave

Austenita retida; Difração de raios X; Tensão residual.

Retained austenite; X-ray diffraction; Retained austenite.