Observações in situ da reação bainítica durante o resfriamento contínuo em um aço C-Mn-Si-Cr-Mo sob influência de processamento termomecânico

• Autor(a) principal: Bevilaqua, William Lemos
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/235528
• topic: Aço; Tratamento térmico; Resfriamento; Bainitic reaction; Thermomechanical processing; Continuous cooling; Microstructural evolution; Dilatometry; In situ synchrotron X-ray diffraction

Os aços bainíticos isentos de carbonetos têm despertado grande interesse científico e tecnológico, devido à excelente combinação de alta resistência e ductilidade alcançada de forma relativamente econômica. Neste contexto, os efeitos combinados do processamento termomecânico com resfriamento contínuo têm sido pouco explorados, embora tais processos apresentem grande interesse em escala industrial. Neste trabalho a evolução microestrutural durante a reação bainítica sob condições de processamento termomecânico com resfriamento contínuo foi estudada em um aço C-Mn-Si-Cr-Mo. Os tratamentos termomecânicos foram conduzidos de modo a simular operações de forjamento (compressão uniaxial a 950, 850 e 500 °C) com resfriamento contínuo controlado. Um tratamento termomecânico específico com deformação no campo bainítico (500 °C) foi conduzido com intuito de estudar as características da transformação dinâmica (durante a deformação plástica) da austenita em bainita. A evolução microestrutural durante todas as etapas de processamento foi caracterizada por medições simultâneas de dilatometria e difração de raios-X síncrotron in situ de alta energia. As investigações foram complementadas por análises ex situ empregando microscopia eletrônica de varredura, difração de elétrons retroespalhados e medições de dureza. Os resultados obtidos mostram que a expansão macroscópica do corpo de prova, mensurada durante a reação bainítica na austenita deformada, não apresenta uma relação direta com a fração volumétrica de ferrita bainítica. A cinética da reação bainítica é retardada tanto pela deformação da austenita em alta temperatura, como também pela formação significava de ferrita proeutetóide. A cinética obtida por medições de dilatometria (análise global) é condizente com aquela investigada por difração de raios X síncrotron (análise local), exceto quando a reação bainítica é precedida por uma quantidade significativa de ferrita proeutetóide, ou deformação em baixa temperatura (500 °C). O enriquecimento de carbono da austenita continua mesmo após a reação bainítica atingir o período de estase. O efeito do carbono na expansão do parâmetro de rede da austenita foi mais pronunciado na amostra não deformada do que nas amostras previamente deformadas. Verificou-se que a cinética da transformação dinâmica da bainita é 11 vezes mais rápida do que a transformação isotérmica convencional. A transformação dinâmica da bainita pode representar uma importante estratégia visando processos de manufatura com eficiência energética, uma vez que a reação bainítica pode ser obtida em larga escala e de forma simultânea à etapa de deformação plástica.