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http://hdl.handle.net/1843/47197
Tipo: | Tese |
Título: | Mecanismos de aumento de resistência mecânica em aços de baixa liga e alta resistência micro-ligados ao Nb e Ti : efeito da adição de boro e das variáveis de processamento TMCP |
Título(s) alternativo(s): | Mechanisms to increase mechanical strength in low-alloy and high-strength steels micro-alloyed to Nb and Ti : effect of boron addition and TMCP processing variables |
Autor(es): | Alisson Paulo de Oliveira |
Primeiro Orientador: | Berenice Mendonça Gonzalez |
Primeiro membro da banca : | Dagoberto Brandão Santos |
Segundo membro da banca: | Augusta Cerceau Isaac Neta |
Terceiro membro da banca: | Leandro Paulo de Almeida Reis Tanure |
Quarto membro da banca: | Odair José dos Santos |
Resumo: | O elemento químico boro, número atômico 5 da tabela periódica, apresenta potencial para melhorar as propriedades mecânicas de um aço de alta resistência e baixa liga (ARBL), micro-ligado ao nióbio (Nb), embora existam controvérsias sobre os seus efeitos na tenacidade. Este fato impede a adição deste elemento aos aços de construção naval e tubos petrolíferos. Duas corridas de aço ARBL, micro-ligados ao nióbio, foram produzidas, sendo que em uma das corridas foi adicionado boro e titânio, e as placas foram laminadas como bobinas. As temperaturas críticas foram determinadas em ensaio de torção a quente. Variações nos parâmetros de processo TMCP (Thermo-Mechanical Control Process) foram realizadas, e os efeitos sobre as propriedades de microestrutura, tração, tenacidade e dureza foram analisados. A microestrutura acicular, que é predominante na amostra com resultados de alta tenacidade, está relacionada a uma maior quantidade de boro segregado para os contornos de grão em condições de não equilíbrio, induzindo uma supressão na nucleação de ferrita poligonal. Diferenças na redução por passe de laminação e resfriamento após a laminação estão relacionadas à distância entre as partículas carboneto de nióbio (NbC) e nitreto de titânio (TiN), o que permite o crescimento difusional do composto TiN-NbC nos contornos de grão de austenita, motivando assim a nucleação de ferrita acicular. Os contornos de alto ângulo, típicos da ferrita acicular, são eficientes no bloqueio de microfissuras antes que elas cresçam para tamanhos maiores, justificando assim a alta tenacidade encontrada em uma amostra em baixas temperaturas de ensaio. O boro e o titânio podem ser usados para atingir altos valores de propriedades de tração, mantendo a tenacidade em níveis ainda elevados e com menor custo de produção, já que o boro pode substituir parcialmente elementos com maior custo, tais como molibdênio e cromo. |
Abstract: | The chemical element boron, atomic number 5 in the periodic table, has the potential to improve the mechanical properties of high-strength, low-alloy steel (HSLA), niobium (Nb) micro-alloyed, although there are controversies about its effects on toughness. This fact prevents the addition of this element to shipbuilding steels and petroleum pipes. Two heats of HSLA steel, niobium microalloyed, were produced, one of the heats with boron and titanium addition, and the slabs were rolled into coils. Critical temperatures were determined in a hot torsion test. Variations in the TMCP (Thermo-Mechanical Control Process) process parameters were performed, and the effects on microstructure, tensile, toughness and hardness properties were analyzed. The predominant acicular microstructure of the sample with a high toughness result is related to a greater amount of boron segregated to the grain boundaries in non-equilibrium conditions, inducing a suppression in the nucleation of polygonal ferrite. Differences in reduction by rolling pass and cooling after rolling are related to the distance between the niobium carbide (NbC) and titanium nitride (TiN) particles, which allows the diffusional growth of the TiN-NbC composite at the austenite grain boundaries, thus motivating the nucleation of acicular ferrite. The high-angle boundaries, typical of acicular ferrite, are efficient in blocking microcracks before they grow to larger sizes, thus justifying the high toughness found in a sample at low test temperatures. Boron can be used to achieve high values of tensile properties, keeping toughness at high levels and with lower production costs, once as boron can replace more expensive elements such as molybdenum and chromium. |
Assunto: | Engenharia metalúrgica Metalurgia física Boro Nióbio Laminação (Metalurgia) |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Instituição: | UFMG |
Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA |
Curso: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas |
Tipo de Acesso: | Acesso Restrito |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/47197 |
Data do documento: | 24-Jun-2022 |
Término do Embargo: | 24-Jun-2024 |
Aparece nas coleções: | Teses de Doutorado |
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