aÇos arbl - pmtpmt.usp.br/pmt3402/material/arbl.pdf · recristalização de latão encruado (40x)....
TRANSCRIPT
AÇOS ARBL
André Paulo Tschiptschin
Recristalização estática
Recristalização de latão encruado (40X).
De (a) a (h) pode-se ver a recristalização
e o crescimento dos grãos em
temperaturas elevadas.
Ciclos de deformação a frio e
recozimento (cápsula para cartuchos)
Recristalização estática
Influência da temperatura de recozimento na resistência à tração e na ductilidade de uma liga de Cu-Zn.
Recristalização estática
Recristalização estática
Distribuição dos elementos de liga em solução sólida na austenita
Distribuição dos elementos de liga entre os constituintes dos aços
Tipos de carbonetos que se formam nas ligas de ferro
Tipos de carbonetos que se formam nas ligas de ferro
Classificação e estabilidade de carbonetos de acordo com a temperatura de fusão
Classificação e estabilidade de carbonetos de acordo com a estrutura
Mecanismos de endurecimento (limite de escoamento MPa) e temperatura de transição em C
Mecanismos de endurecimento (limite de escoamento MPa) e efeito sobre a temperatura de transição em C
Mecanismos de endurecimento:
%C % perlita dureza, LE, LR dureza, LE, LR Ttransição
densidade de discordâncias emaranhados dureza, LE, LR Ttransição
precipitados emaranhados dureza, LE, LR Ttransição
refino de grão TG dureza, LE, LR Ttransição
Efeito de elementos forte formadores de carbonetos nos mecanismos de recristalização e endurecimento
Isotermas de solubilidade e controle de tamanho de grão
Isotermas de solubilidade e controle de tamanho de grão
Precipitação de Nb(C,N) durante laminação controlada e resfriamento
Efeito de Nb, Ti e V durante laminação
TG (m)
8,5
20,0
40,0
80,0
160,0
320,0
760 815 870 925 980 1040 1090 T (C)
T (F)
Efeito de partículas de segunda fase sobre o refino de grão
Aço carbono com 0,9% C e aço ao V com 0,9% C e 0,25 %V
Efeito de partículas de segunda fase sobre o refino de grão
Aço carbono contendo Al e N. Formação de partículas de precipitadas de AlxNy
Efeito de elementos de liga (microliga) no tamanho de grão austenítico
Precipitação de partículas de segunda fase coerentes na ferrita
Precipitação de partículas de segunda fase coerentes na ferrita
Precipitação de partículas de segunda fase coerentes na ferrita
Precipitação de partículas de segunda fase coerentes na ferrita
Recuperação dinâmica durante laminação controlada
Recristalização dinâmica durante laminação controlada
Nucleação e crescimento de novos grãos
Efeito da temperatura na recristalização
Relação entre recuperação, recristalização, precipitação e deformação
Temperatura de não-recristalização
Temperaturas de não-recristalização delimitam o intervalo em que a
austenita apresenta recristalização incompleta entre passes.
O limite superior dessa faixa é a chamada Tnr ou T95%, a temperatura
onde 95% de recristalização da austenita ocorre antes que seja
interrompida pelo início da precipitação de carbonitretos de elementos de
liga.
Tnr temperatura a partir da qual a recristalização da austenita passa a não
ser total entre os passes de deformação.
O limite inferior é T5%, temperatura sob a qual apenas 5% da austenita se
recristaliza antes da precipitação. Abaixo desta temperatura a austenita já
não sofre nenhuma recristalização significativa entre os passes de
laminação.
Diferentes abordagens para laminação controlada
Efeito de elementos de liga na Temperatura de não recristalização
Recristalização
Recristalização estática em T > TNR
Recristalização estática parcial em TR < T < TNR
Somente recuperação em T < TR
Diferentes abordagens para laminação controlada
Diferentes abordagens para laminação controlada
Diferentes abordagens para laminação controlada
Diferentes abordagens para laminação controlada
O objetivo da laminação controlada é produzir grãos de austenita com
forma de panqueca, nos últimos passos da laminação, visando refino de
grão intenso após transformação .
O pequeno tamanho de grão ferrítico produzido nos Aços de Alta
Resistência Baixa Liga (ARBL) ou High Strength Low Alloy Steels (HSLA),
associado com o baixo teor de carbono, aumentam simultaneamente o
limite de escoamento e a dutilidade, abaixam a temperatura de transição
e melhoram a soldabilidade.
Os principais tipos de laminação controlada são:
Laminação na fase de recristalização estática da austenita. (LCR)
Laminação na fase de não recristalização da austenita (LCC)
Laminação na fase austenita + ferrita (T< Ar3)
Diferentes abordagens para laminação controlada
Laminação controlada
Laminação controlada com recristalização estática
Laminação feita em temperaturas altas (acima de 950ºC)
causa recristalização completa entre passes de laminação.
Objetivo amolecimento total entre passes de laminação.
Adição de Ti e V (fortes formadores de carbonetos) para
refino de grão.
Laminação controlada convencional
Laminação feita em temperaturas abaixo de Tnr (temperatura de
não recristalização) visando a formação de austenita encruada
após o último passe de laminação.
O objetivo é aumentar o número de sítios de nucleação de grãos
ferríticos durante a transformação .
. causa recristalização completa entre passes de laminação.
Objetivo amolecimento total entre passes de laminação.
Adição de Ti e V (fortes formadores de carbonetos) para refino de
grão.
Laminação controlada
Evolução da microestrutura durante deformação a quente: recuperação e
recristalização dinâmica
Efeito de precipitação de Nb(C,N) e temperatura na resistência
Aços e bifásicos e multifásicos
Diagramas de resfriamento contínuo para controle microestrutural
Aços e bifásicos e multifásicos
Aços e bifásicos e multifásicos
Aços e bifásicos e multifásicos
Gráfico banana
Propriedades mecânicas de aços estruturais
53
IF = Interstitial Free BH = Bake HardeningCMn = Carbon-ManganeseHSLA = High Strength Low-AlloyDP = Dual Phase
CP = Complex PhaseTRIP = Transformation Induced PlasticityTWIP = Twinning Induced PlasticityMILD = Mild SteelMS = Martensitic Steel
Processo Die quenching /Hot stamping
Aços ao boro utilizados em processos “die quenching”
Composições químicas e propriedades mecânicas
Processo direto de Hot Stamping
Pré-forma Estampagem a frio Austenitização Transferência Calibração e têmpera
Molde com canais de refrigeração para garantir velocidade adequada de têmpera
Possibilidade de obter gradientes de propriedades
Propriedades “engenheiradas”
Processo Die quenching /Hot stamping
Desenvolvimento de aços avançados
Aços IF
Aços Dual Phase 600 microligados
Aços Dual Phase microligados
Aços Dual Phase 800 microligados
Aços TRIP microligados
Soldabilidade metalúrgica – Conceito de carbono equivalente
(%Ce) carbono e elementos de liga afetam a temperabilidade do aço a ser soldado esua propensão a formar martensita.
A formação de martensita favorece a fratura induzida por hidrogênio.
Estabelecido pelo IIW (Welding Institute)
Ceq IIW < 0,4 %
Soldabilidade
Soldabilidade metalúrgica – Conceito de carbono equivalente
(%Ce) carbono e elementos de liga afetam a temperabilidade do aço a ser soldado esua propensão a formar martensita.
A formação de martensita favorece a fratura induzida por hidrogênio.
Estabelecido pelo IIW (Welding Institute)
Ceq IIW < 0,4 %
Soldabilidade
Soldabilidade metalúrgica – Conceito de carbono equivalente
A Sociedade Japonesa de Engenharia de Soldagem adotou o parâmetro de metal crítico (Pcm) para trincas por soldagem
O carbono equivalente é uma medida da tendência de solda paraformar martensita no resfriamento e sofrer fratura frágil.
Carbono equivalente entre a 0,4 e 0,6, pode ser necessário o pré-aquecimento.
Carbono equivalente maior que 0,6, o pré-aquecimento é necessário e pós-aquecimento pode ser necessário.
Soldabilidade
Aços API X65 / API X70 / API X80 alta resistência mecânica e baixa temperatura
de transição
Aços API de alta resistência e baixa temperatura de transição
TransAlaska pipeline
Referência