Evolução estrutural no processamento termomecânico para reversão de um aço inoxidável austenítico ASTM 201LN com efeito TRIP

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cordeiro, Leandra
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Comum do Brasil - Deposita
Texto Completo: https://deposita.ibict.br/handle/deposita/570
Resumo: Os aços inoxidáveis austeníticos (ASS’s) são conhecidos por possuírem propriedades como boa resistência mecânica, ductilidade e resistência à corrosão. Entre os ASS’s mais utilizados se encontra os da série 300. No entanto, os aços desta série apresentam um custo mais elevado devido ao alto teor de Ni que este possuem. Diante disso, os ASS’s da série 200 ganham destaque, uma vez que este possuem um teor de Ni inferior apresentando um custo menor. Outra vantagem destes materiais é que eles são passíveis de exibir o efeito TRIP (Transformation Induced Plasticity), no qual a austenita metaestável é transformada em martensita durante o processo de deformação a frio. Esse fenômeno contribui no aumento da capacidade de endurecimento pelo aumento da resistência mecânica em detrimento da ductilidade do material. Outra forma de promover incremento na resistência mecânica, mas com manutenção da ductilidade, destes aços é através do refinamento de grão que é obtido por meio de um processamento termomecânico, que consiste em submeter o material a deformação a frio e, posteriormente, a um tratamento térmico de recozimento para reversão martensítica. Diante disso, esta tese de doutorado teve como objetivo realizar um estudo da evolução estrutural do aço ASTM 201LN ao longo o processamento termomecânico composto por laminação a frio, em que se obteve uma redução da espessura superior a 60%, seguido de um tratamento térmico de recozimento a 900 °C entre 15 e 180 segundos. Os resultados obtidos mostraram que a laminação a frio foi promissora em promover o efeito TRIP neste material, em que foi obtido um percentual em torno de 40% de martensita para uma redução da espessura de 66%. Também foi verificado que as condições adotadas no recozimento foram suficientes para promover uma reversão quase completa da martensita induzida na laminação a frio em austenita. Foi observado na amostra com redução da espessura de 66% recozida a 180 segundos um percentual de martensita residual inferior a 2%. Os resultados obtidos na caracterização microestrutural mostraram que a as amostras mais deformadas apresentaram uma martensita bastante fragmentada promovendo mais sítios para a nucleação da austenita revertida, o que proporcionou a final do tratamento de recozimento, com processo de reversão da martensita em conjunto com a recristalização da austenita encruada, a obtenção de uma microestrutura austenítica mais refinada que contribuiu para um significativo incremento da resistência mecânica, em comparação a condição como recebida.
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Esse fenômeno contribui no aumento da capacidade de endurecimento pelo aumento da resistência mecânica em detrimento da ductilidade do material. Outra forma de promover incremento na resistência mecânica, mas com manutenção da ductilidade, destes aços é através do refinamento de grão que é obtido por meio de um processamento termomecânico, que consiste em submeter o material a deformação a frio e, posteriormente, a um tratamento térmico de recozimento para reversão martensítica. Diante disso, esta tese de doutorado teve como objetivo realizar um estudo da evolução estrutural do aço ASTM 201LN ao longo o processamento termomecânico composto por laminação a frio, em que se obteve uma redução da espessura superior a 60%, seguido de um tratamento térmico de recozimento a 900 °C entre 15 e 180 segundos. Os resultados obtidos mostraram que a laminação a frio foi promissora em promover o efeito TRIP neste material, em que foi obtido um percentual em torno de 40% de martensita para uma redução da espessura de 66%. Também foi verificado que as condições adotadas no recozimento foram suficientes para promover uma reversão quase completa da martensita induzida na laminação a frio em austenita. Foi observado na amostra com redução da espessura de 66% recozida a 180 segundos um percentual de martensita residual inferior a 2%. Os resultados obtidos na caracterização microestrutural mostraram que a as amostras mais deformadas apresentaram uma martensita bastante fragmentada promovendo mais sítios para a nucleação da austenita revertida, o que proporcionou a final do tratamento de recozimento, com processo de reversão da martensita em conjunto com a recristalização da austenita encruada, a obtenção de uma microestrutura austenítica mais refinada que contribuiu para um significativo incremento da resistência mecânica, em comparação a condição como recebida.Austenitic stainless steels (ASS’s) are known to have properties such as good mechanical strength, ductility and corrosion resistance. Among the most used ASS’s is the 300 series. However, the steels of this series have a higher cost due to the high Ni content it has. Therefore, the ASS’s of the 200 series gain prominence, since this has a lower Ni content and a lower cost. Another advantage of these materials is that they are able to exhibit the TRIP effect ( textit Transformation Induced Plasticity), in which metastable austenite is transformed into martensite during the cold deformation process. This phenomenon contributes to the increase in hardening capacity due to the increase in mechanical strength with a reduction in the material’s ductility. Another way to promote improvements in the mechanical properties of these steels is through grain refinement, but with maintenance of ductility, which is through a thermomechanical processing, which consists of subjecting the material to cold deformation and, subsequently, to an annealing heat treatment for martensitic reversion. Therefore, this doctoral thesis aimed to carry out a study of the structural evolution of ASTM 201LN steel throughout the thermomechanical processing consisting of cold rolling, in which a thickness reduction greater than 60% was obtained, followed by a heat treatment annealing at 900 °C for between 15 and 180 seconds. The results obtained induced that cold rolling was promising in promoting the TRIP effect in this material, in which a percentage around 40% was added for a thickness reduction of 66%. It was also verified that the conditions adopted in the annealing were sufficient to promote an almost complete reversion of the martensite induced in the cold rolling into austenite. In the sample with a thickness reduction of 66% annealed at 180 seconds, a percentage of residual martensite below 2% was observed. The results obtained in the microstructural characterization defined that the more nucleation sites for reversed austenite, which provided the final annealing treatment, with the martensite reversal process together with the recrystallization of the hardened austenite, obtaining a more refined austenitic microstructure that contributed to a significant increase in mechanical strength, compared to as-received condition.FaperjCapesInstituto Militar de EngenhariaInstituto Militar de EngenhariaBrasilCiência dos Materiaishttps://lattes.cnpq.br/7763815765960688Paula, Andersanhttp://lattes.cnpq.br/8915679278888857Cordeiro, Leandra2024-03-27T17:17:15Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://deposita.ibict.br/handle/deposita/570porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Comum do Brasil - Depositainstname:Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia (IBICT)instacron:IBICT2024-03-27T17:18:42Zoai:https://deposita.ibict.br:deposita/570Repositório ComumPUBhttp://deposita.ibict.br/oai/requestdeposita@ibict.bropendoar:46582024-03-27T17:18:42Repositório Comum do Brasil - Deposita - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia (IBICT)false
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