Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/34567
Type: Dissertação
Title: Caracterização da fragilização pelo fósforo e efeito da adição de sílica durante o processo de laminação a quente de um aço C-Mn
Authors: Lívia Ananias dos Santos Mangualde
First Advisor: Vicente Tadeu Lopes Buono
First Co-advisor: Vicente Braz da Trindade Filho
First Referee: Leandro de Arruda Santos
Abstract: Os diversos tipos de aços produzidos apresentam uma grande variedade de elementos deletérios em sua composição, sendo que, o fósforo pode ser uma das principais impurezas que influencia fortemente na qualidade. Neste trabalho, foi caracterizada a fragilização causada pelo fósforo durante o processo de laminação a quente de tubos de aço C-Mn. O material foi produzido em uma aciaria elétrica, em seguida laminado a quente, utilizando dois tipos de desoxidante que possuem fósforo em sua composição química: um deles contendo 70% de fosfato e o outro 80% de fosfato e 3% de sílica (SiO2). Após a laminação a quente, as peças de aço C-Mn foram inspecionadas no equipamento de ultrassom com o intuito de detectar descontinuidades, ruídos característicos no interno causados pela fragilização pelo fósforo. Esses tubos foram amostrados para caracterização da superfície interna e seção transversal no microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura. Foram encontradas nessas amostras regiões fragilizadas pelo fósforo, onde estavam presentes fragilização no contorno de grão e regiões com presença de corrosão por sal fundido, causados pelo fósforo. Foram realizadas simulações do processo de fragilização pelo fósforo em escala laboratorial. Os resultados encontrados mostram que à medida que aumenta a quantidade de desoxidante e tempo de exposição do aço ao desoxidante, aumenta-se a espessura da camada de fósforo, e à medida que aumenta a temperatura, a corrosão por sal fundido torna-se mais significativa. Além disso, o presente trabalho confirmou que o fósforo possui tendência na formação de fratura intergranular pela sua segregação em contornos de grãos. Outro resultado importante encontrado no presente trabalho foi desoxidantes que possuem sílica em sua composição química apresentarem menor quantidade de fósforo difundido no aço. O silício forma uma película protetora de faialita (Fe2SiO4), que separa o substrato (aço) do fósforo. Com isso, a penetração do fósforo no aço diminui e neste caso a fragilização do aço pelo fósforo é menor. No programa Thermo-Calc e Matlab, foi demonstrado que o coeficiente difusão efetivo do fósforo aumenta com o aumento da temperatura e do tempo de exposição ao desoxidante. Além disso, foi demonstrado que aumentando o teor de fósforo, a fase líquida se forma em temperaturas cada vez mais baixas e a porcentagem da fase eutética e quantidade de fósforo na fase líquida e eutética aumenta.
Abstract: The various types of steel that was produced have a high variety of deleterious elements in their composition, the phosphorus can be one of the main impurities that strongly influence the quality. In this work the embrittlement caused by phosphorus during hot rolling of C-Mn steel pipes was characterized. The steel was produced in an electric steelmaking and hot-rolled using two types of deoxidizers that contain phosphorus in their composition: one containing 70% phosphate and the other 80% phosphate and 3% of silica (SiO2). After hot rolling, the C-Mn steel pipes were inspected in ultrasound equipment to detect, internal noise caused by phosphorus embrittlement. In these pipes were taken samples for characterization of the inner surface and cross section using optical microscope and scanning electron microscope. In these strips were found in some regions that were embrittlement by phosphorus, where embrittlement was present in the grain boundary and regions with presence of molten salt corrosion caused by phosphorus. Simulations of the embrittlement of phosphorus in the process were performed on a laboratory scale. The results shown that when increases the amount of deoxidizer and the expose time of steel with deoxidizer, increases the thickness of the phosphorus layer and when increase the temperature the molten salt corrosion becomes more significant. In addition, the present work confirmed that phosphorus has a tendency to segregate at grain boundaries, leading to intergranular fracture. Another important result that was found in the present work was that deoxidizers containing silica in their chemical composition present less amount of phosphorus diffused in steel. The silicon forms a protective layer of faialite (Fe2SiO4) that separates the substrate (steel) from phosphorus. Thus, the penetration of phosphorus in steel decreases and in this case the embrittlement of steel by phosphorus is lower. In the Thermo-Calc and Matlab program, it was demonstrated that the effective coefficient of diffusion of phosphorus increases with increasing temperature and the time of exposure with the deoxidizer. In addition, it has been shown that the increases the phosphorus content induce the liquid phase formed at lower temperatures and the percentage of phosphorus in the eutectic phase and liquid phase increase.
Subject: Engenharia metalúrgica
Metalurgia física
Contorno de grão
Fosforo
Laminação (Metalurgia)
Silício
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas - Mestrado Profissional
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/34567
Issue Date: 23-Jun-2020
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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