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Type: Tese de Doutorado
Title: Efeito do bandeamento e taxa de resfriamento na ocorrência de austenita retida em aço baixo carbono com adições de manganês e silício
Authors: Helder Carvalho Ferreira
First Advisor: Vicente Tadeu Lopes Buono
First Co-advisor: Francisco Jose Martins Boratto
First Referee: Dagoberto Brandao Santos
Second Referee: Leandro de Arruda Santos
Third Referee: Leonardo Barbosa Godefroid
Abstract: Este trabalho apresenta uma investigação do efeito da taxa de resfriamento e da presença de bandeamento na ocorrência de austenita retida (AR) em um aço baixo teor de carbono com adição de manganês e silício, destinado à fabricação de eletrodo MIG, classe ER70S-6. O método de difração de raios X foi usado para quantificar nível baixo de AR (fração volumétrica < 6%) que se apresenta como bloco/filme ou constituinte martensita-austenita (MA). Foi feita decomposição dos comprimentos de onda K1 e K2, através da função de Pearson VII. Ensaios Jominy foram também utilizados para avaliar a influência da taxa de resfriamento na ocorrência de AR. Amostras foram coletadas a diversas distâncias da extremidade resfriada com jato de água. A avaliação do bandeamento foi realizada através de comparação de amostra no estado laminado contra outra que foi tratada termicamente à temperatura elevada e tempo longo. Desta forma, foi possível avaliar os efeitos da taxa de resfriamento e da estrutura na ocorrência de AR no aço estudado. Foi observado que a AR aumenta até uma determinada taxa de resfriamento, caindo em seguida e estabilizando para taxas maiores. Para o material no estado laminado, isto é, com estrutura bandeada, a maior ocorrência de AR é encontrada para taxa de resfriamento próxima de 16,7 ºC/s. Já para material homogeneizado, esta ocorrência máxima se dá a uma taxa menor, aproximadamente 10 ºC/s. A eliminação da ocorrência desta fase ocorre para taxas de resfriamento de 0,83 e 0,17 ºC/s para as estruturas bandeadas e homogeneizadas, respectivamente. Comportamento similar foi evidenciado em relação à variação do teor de carbono na AR com a taxa de resfriamento. Para ambas as estruturas, as ocorrências dos máximos de fração volumétrica de AR coincidem com os máximos do teor de carbono. Na avaliação do fio máquina no processo de resfriamento Stelmor®, foi observado que a maior concentração de AR se encontra nas regiões de maior concentração de massa. Estas posições correspondem no ensaio de tração, aos maiores valores de resistência e os menores de estricção. Com a adição de titânio na composição, foi possível reduzir significativamente a fração volumétrica de AR do fio máquina e alcançar níveis satisfatórios de resistência e estricção, permitindo assim a trefilação direta do diâmetro 5,50 mm para 1,88 mm.
Abstract: This work presents the research of cooling rate effect and the presence of banding in occurrence of retained austenite (RA) in low-carbon steel with addition of manganese and silicon, used for the manufacture of MIG electrode, ER70S-6 class. X-ray diffraction was used to quantify low level of RA (volume fraction below 6 %), presented as block/film or martensite-austenite constituent (MA). It was performed decomposition of K1 and K2 wavelengths through optimization of Pearson VII. Jominy tests were also used to evaluate the influence of cooling rate on occurrence of RA. Samples were collected at several distances from the water cooled end. The evaluation of occurrence of banding on RA was carried out by comparing as-rolled samples with samples treated at high temperature and long length of time. As a result, it was possible to combine the effects of cooling rate and structure in the occurrence of RA in the studied steel. It was observed that RA increases with the cooling rate, reaches a peak and stabilizes at high rates. For the as-rolled sample, i.e. with banded structure, the peak of RA is found close to the cooling rate of 16.7 °C/s, and for homogenized material, this peak occurs at a lower rate, approximately 10 °C/s. For banded and homogenized structures, the total elimination of the occurrence of this phase occurred at cooling rates of 0.83 and 0.17 °C/s, respectively. Similar behavior was seen regarding the variation of carbon content in RA at cooling rate. For both structures, the occurrences of RA maxima volume fraction coincide with maxima in the carbon content of the austenite. In the evaluation of the wire rod passed through Stelmor® cooling process, it was observed that the greatest concentration of RA is in the regions of greater mass concentration. These positions correspond, in the tensile test, to the highest strength levels and smallest values of necking. By adding titanium to the steel composition, it was possible to reduce significantly the volume fraction of RA in the asrolled wire rod, and to reach satisfactory levels of resistance and necking, thereby allowing direct drawing from the 5.50 mm to 1.88 mm wire gauge.
Subject: Engenharia metalúrgica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9WUG84
Issue Date: 20-Mar-2015
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