Estudo do comportamento da deformação a quente de um aço 27MNCRB5 com adição de nióbio

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Dias, Tarcísio Ferreira
• Orientador(a): Machado, Marcelo Lucas Pereira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Vitória
• Palavras-chave em Português: Laminação (Metalurgia); Aço – Testes; Aço – Tratamento térmico; Resistência de materiais; Nióbio; Engenharia Metalúrgica
• Link de acesso: https://repositorio.ifes.edu.br/handle/123456789/6136

RESUMO: Foi realizado o estudo de ligas do aço 27MnCrB5 com e sem adição de nióbio com objetivo de caracterizá-las e descrever seus comportamentos na deformação a quente no que concerne os mecanismos restaurativos. Para este fim, foram produzidas estas ligas industrialmente na forma de bobinas a quente e realizadas simulações termomecânicas no equipamento GleebleTM. Nestas simulações foram conduzidos: o ensaio de deformação plana de único passe com o objetivo de determinar os parâmetros críticos de deformação e através deles obterem-se as equações constitutivas; o ensaio de deformação plana de duplo passe para determinação das frações de amaciamento entre passes para inferências dos níveis de recristalização. Para fins de caracterização utilizou-se técnicas de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X por energia dispersiva (EDS), ensaios de tração e microdureza. Os limites de escoamento e resistência tiveram um ligeiro aumento na ordem de 25 MPa com a adição de nióbio. Através dos resultados do ensaio de único passe concluiu-se que a equação mais adequada para modelamento da deformação a quente é a da Lei do Seno Hiperbólico, que gerou aproximações razoáveis dos resultados reais de teste. Nos ensaios de duplo passe foi observado que para intervalos entre passes de 1s o amaciamento foi parcial até a temperatura de 950° C para a liga sem nióbio e até 1000° C para a liga com nióbio. Para o intervalo de 3 s o amaciamento entre passes foi quase total a partir de 900 °C e superior a 100% em temperaturas superiores a essa. Atribuiu-se esse amaciamento elevado à recristalização metadinâmica e ao crescimento de grãos entre passes. As temperaturas de não-recristalização obtidas via equações empíricas da literatura indicaram temperaturas superiores àquelas observadas nos ensaios, sendo essa diferença atribuída às altas taxas de deformação aplicadas e devido à baixa efetividade do nióbio como ancorador de discordâncias nos processos restaurativos. Foi constatada a presença de precipitados grosseiros de (Ti,Nb)(C,N), possivelmente resultantes da alta relação Ti/N das ligas, e de precipitados de Ti e Nb associados a inclusões, concluindo que houve uma precipitação precoce do Nb junto a essas partículas reduzindo sua efetividade no endurecimento por precipitação e na retardação da recristalização. Menor tempo entre passes e menores temperaturas no ensaio de deformação de duplo passe promoveram uma menor fração recristalizada e a microestrutura resultante dessas condições levou à formação de microconstituintes de baixa temperatura de transformação, tais como bainita e martensita, e microestrutura mais refinada.