Substituição parcial do titânio pelo nióbio em um aço ASTM 409: efeito na microestrutura, textura e estampabilidade
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Tarcisio Reis de Oliveira
Wilian da Silva Labiapari
Wilian da Silva Labiapari
Resumo
A estabilização do aço inoxidável ferrítico ASTM 409 na aplicação em sistemas de exaustão de automóveis é cada vez mais exigida em função do aumento das garantias, de desempenho e particularmente das temperaturas mais elevadas dos gases de escape. O Ti é um dos elementos mais utilizados para estabilizar a estrutura ferrítica. No entanto, teores elevados deste elemento têm aumentado a complexidade e dificuldade para produzir este aço na aciaria, principalmente devido a problemas de obstrução da válvula submersa edefeitos na superfície de bobinas laminadas a frio (esfoliação). Neste sentido, a estabilização com Ti+Nb é uma alternativa para substituir parte do teor de titânio pelo nióbio mantendo a mesma resistência a corrosão intergranular do aço com alto teor de Ti. O objetivo desse estudo foi de investigar os efeitos da substituição parcial de titânio pornióbio na microestrutura e textura de recristalização do aço inoxidável ferrítico ASTM 409 estabilizado ao titânio e correlacioná-los com as variações nas propriedades mecânicas e estampabilidade, através dos coeficientes de anisotropia normal médio, e de anisotropiaplanar, r. Os resultados mostraram que a adição de nióbio conduz a uma microestrutura mais deformada após laminação a quente com forte componente Goss {110}(001). No estado deformado, ambos os aços apresentaram fibra , no entanto, o aço inoxidável ferrítico bi estabilizado mostrou fibra com maior intensidade. No recozimento final, a mudança na textura, provocada pela adição do nióbio, levou a um maior incremento de fibra e maior coeficiente de anisotropia normal médio, (). Desta forma, demonstrou-se que a substituição parcial do titânio pelo nióbio no aço inoxidável ferrítico 409 acarretou mudanças na textura de recristalização que resultaram em uma melhor estampabilidade.
Abstract
The ferritic stainless steel ASTM 409 stabilization in automotive exhaust systems application is increasing, demanding a high stabilization in order to avoid premature intergranular corrosion failures caused by sensitization. Ti is one of the most common elements used to stabilize the ferritic structure. However more elevated Ti content increases the industrial complexity mainly at Melt Shop. Two possible problems are thesubmerged valve obstruction in the Melt Shop and the lamination which is a superficial defect on the cold rolled coils. On this way, the stabilization with Ti+Nb is an alternative to replace part of Ti content for Nb maintaining the same intergranular corrosion resistance. The objective of this study was to investigate the effects of the Ti partial replacement for Nb in the microstructure and recrystallization texture, of the ASTM 409 stainless steel, and correlate them with the mechanical and drawing properties modifications. The results have shown that the addition of Nb leads to a deformed microstructure after hot rolling with a strong Goss component {110}001. In the deformed condition, both steels have shown -fiber. However, the dual-stabilized steel has shown more -fiber intensity.After final annealing, the texture modification, caused by the Nb addition, led to a -fiber increase and a better average coefficient of anisotropy (). Thus, it was demonstrated that the partial replacement of the Ti for Nb in the ASTM 409 stainless steel caused modifications in the recrystallization texture resulting in better drawing properties.
Assunto
Engenharia metalúrgica, Metalurgia física, Recristalização (Metalurgia), Aço inoxidavel, Microestrutura
Palavras-chave
material e de minas, Engenharia metalurgica