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CIM 2011 – VI Congreso Internacional del Materiales. 27-30 Noviembre de 2011, Bogotá D.C., Colombia.

Efeito da cementita globular nas propriedades mecânicas de aços ferríticos com grãos ultrafinos

Otavio Silva Neto 1*, Cleiton Assis2, Alessandro Rodrigues2, Luciana Montanari2, Juno Gallego3

1: Instituto de Ciências e Tecnologia, Universidade Paulista. São José do Rio Preto, Brasil 2: Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. São Carlos, Brasil

3: Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Universidade Estadual Paulista. Ilha Solteira, Brasil

* osvillar@bol.com.br Resumo O processamento termomecânico, laminação a morno auxiliada de tratamento térmico prévio, representa uma eficiente forma de produzir grãos ferríticos ultrafinos em aços baixo carbono. Esse tipo de processamento é favorecido pelo surgimento de partículas de cementita finamente dispersas. Esse trabalho busca elucidar o efeito da cementita globular no aumento da resistência mecânica e tenacidade em grãos ferríticos utrafinos. Para tanto, foram realizados ensaios de tração convencional e de impacto e, para caracterização microestrutural, microscopia eletrônica de transmissão. Palavras Chave: Cementita globular, Grãos ultrafinos, Aços ferríticos. 1 INTRODUÇÃO Durante o reaquecimento dentro do domínio ferrítico de amostras de aços carbono temperadas ocorre a transformação da estrutura martensítica em uma matriz ferrítica com partículas de cementita finamente dispersas (Balancin et. al, 2010). Estas cementitas globulares restringem o movimento dos contornos de grão e, portanto, auxiliam na estabilização e homogeneização da microestrutura de aços com grãos ultrafinos (Silva Neto e Balancin, 2007). 2 MATERIAIS E MÉTODOS A microestrutura de grãos ultrafinos foi obtida em um aço baixo carbono comercial (0,16C; 1,49Mn; 0,27Si; % em peso). Os detalhes do tratamento termomecânico foram publicados anteriormente (Montanari et. al, 2011). Inicialmente as amostras foram austenizadas a 900°C por 30 minutos com posterior resfriamento em água. Após a têmpera, as peças foram laminadas a 740 °C e, ao final, resfriadas ao ar. Para estudar a influência dos grãos ultrafinos no limite de resistência à tração e na energia absorvida dos materiais, corpos de prova foram usinados nas condições “como recebido” e processados termomecanicamente – ambos foram submetidos aos ensaios de tração e de impacto. Por fim, as amostras foram preparadas para microscopia eletrônica de transmissão; discos finos de 3mm de diâmetro foram analisados em um microscópio Philips CM120 operado a 120KV após passarem por eletro-polimento (Strüers Tenupol 3) usando eletrólito de ácido acético e perclorico 5% (v/v) a 17°C.

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CIM 2011 – VI Congreso Internacional del Materiales. 27-30 Noviembre de 2011, Bogotá D.C., Colombia.

3 RESULTADOS

Figura 1. Curva tensão-deformação do material submetido ao refino de grão.

Tabela 1. Resultados referentes aos ensaios de impacto

Condição da Amostra Energia Absorvida [J] Como Recebido 176 ± 4,5 Grãos Ultrafinos 285 ± 5,0

Figura 2. Fotomicrografias (MET) mostrando grãos ferriticos ultra finos obtidos por deformação a morno.

4 AGRADECIMENTOS À FAPESP e ao CNPq pelo fomento à pesquisa e concessão das bolsas de estudo. 5 CONCLUSÕES A cementita globular favorece a formação de contornos de alto ângulo e os contornos de grãos atuam como barreiras ao deslizamento de discordâncias. Desta forma a microestrutura de grãos ultrafinos gerada nos aços ferríticos possui maior resistência mecânica e tenacidade. 6 REFERÊNCIAS BALANCIN, O. et. al. The Effect of Cementite Particles on Ultra-Fine Ferrite Grain Growth Observed in Low-Carbon Steel after Subcritical Ageing, International Microscopy Congress - IMC17, Rio de Janeiro, Brasil, Setembro 2010. MONTANARI, L. et. al. Processamento Termomecânico de Laminação a Morno para Refino de Grão em um Aço 0,16%C, 66º Congresso Anual da ABM, São Paulo, Brasil, Julho 2011. SILVA NETO, O. V. & BALANCIN, O. Efeito da Precipitação de Cementita na Formação de Contornos de Alto Ângulo e Refino de Grão Ferrítico em Aço Baixo Carbono, Acta Microscopica, Vol. 16, No. 1-2, pp. 31.37, 2007.