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Programa Preliminar - Ebrats 2012

A INFLUÊNCIA DE DIFERENTES MICROESTRUTURAS NA TENACIDADE À FRATURA E NA DUREZA DE UM AÇO LNE 380 TEMPERADO EM DIFERENTES TEMPERATURAS

Referencia Apresentador Resumo Confirmado
04-009
Eduardo Carvalho Rossi A indústria automobilística necessita cada vez mais de aços com alta resistência e boa conformabilidade, capazes de aliar maior resistência mecânica, capacidade de absorção de impacto e redução de peso. Dentre os aços em desenvolvimento, está o aço bifásico, formado por uma microestrutura ferrítica-martensítica, o qual, além das características citadas acima, possui baixo limite de escoamento, alta ductilidade e alto expoente de encruamento. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi produzir aços com diferentes microestruturas bifásicas, a partir do aço ferrítico-perlítico grau LNE 380, utilizado na produção de longarinas de caminhões. A determinação da região intercrítica, a indicação das fases e precipitados existentes e a determinação das frações volumétricas destas fases e precipitados foram realizadas por simulação computacional utilizando o software THERMOCALC. Após os resultados obtidos, foram realizadas têmperas a partir de diferentes temperaturas com o objetivo de produzir amostras com microestruturas bifásicas ferríticas-perlíticas e ferríticas-martensíticas com diferentes frações volumétricas de cada fase, como também amostras monofásicas constituídas exclusivamente pela fase martensita. As têmperas foram realizadas a partir de 680°C, 707°C, 787°C, 829°C, 850°C, 870°C, seguido de resfriamento em água. Para a caracterização microestrutural e validação dos resultados obtidos pela simulação computacional, amostras do aço no estado como recebido e aquelas tratadas termicamente foram caracterizadas por metalografias qualitativa e quantitativa. A preparação das amostras, para as análises de microscopia óptica, foi realizada seguindo os procedimentos padrões de metalografia. Em seguida as amostras foram atacadas quimicamente utilizando soluções de “Nital” 2% e “Le Pera” e observadas em um microscópio óptico equipado com sistema digital de imagens. A metalografia quantitativa foi realizada com auxílio do software “Image J”. A fim de determinar alguns parâmetros relacionados às propriedades mecânicas, amostras do aço no estado como recebido e aquelas temperadas a partir de diferentes temperaturas foram submetidas aos ensaios de impacto e dureza. Os ensaios mecânicos foram realizados de acordo com as normas específicas para cada ensaio. Os resultados obtidos pela simulação computacional mostraram que a região intercrítica, para este aço, está situada entre 707°C e 860°C e que, dentro da região intercrítica, o somatório das frações volumétricas de ferrita e martensita é de aproximadamente 90% e os outros 10% são formados por diferentes precipitados. Os resultados obtidos por meio de metalografias qualitativa e quantitativa estão de acordo com aqueles obtidos pela simulação computacional. Entretanto, devido à pequena quantidade dos precipitados, estes não foram detectados nas imagens obtidas via microscopia óptica. Os resultados obtidos por meio dos ensaios de impacto mostraram que as diferentes microestruturas não alteraram significativamente a tenacidade à fratura deste aço, mesmo quando comparado ao estado como recebido. Quando se comparam os resultados dos ensaios de impacto dos corpos de prova no estado como recebido com aqueles temperados a partir de 707°C, 787°C e 829°C, todos com microestrutura ferrítica-martensítica, pode-se observar que há uma pequena diferença na energia absorvida. A média dos resultados dos corpos de prova no estado como recebido foi de 88,9 J enquanto nas demais temperaturas citadas a média foi próxima de 96,5 J. Entretanto, as amostras temperadas a partir de 850°C e 870°C, apresentaram resultados melhores. A média dos valores ficou próxima de 107,5 J. Para o ensaio de dureza, foram feitas seis medidas para cada uma das temperaturas já descritas acima, além também do estado como recebido. As medidas de durezas foram feitas na escala Rockwell B, no estado como recebido, e C, para as demais amostras tratadas. Os resultados das medidas de dureza mostraram que o aumento da fração volumétrica da fase martensita, contribui para o aumento da dureza do aço. Se analisadas as durezas das amostras nas temperaturas de 680°C, 707°C, 787°C e 829°C, pode-se observar um crescimento praticamente linear da dureza do aço a partir do valor de 13,67 HRC, a 680°C, até o valor de 23,33 HRC, a 829°C. A partir daí, quando a presença da fase martensítica é dominante, há um incremento mais acentuado na dureza do aço LNE 380 chegando a 29,83 HRC, a 870°C. Ademais, observa-se que há uma diferença significativa entre as várias têmperas: têmperas mais altas elevaram as durezas e chegaram a mais que dobrar estes valores se comparados aos resultados das amostras tratadas em 680°C e 870°C, ou seja, a presença de martensita nas amostras foi determinante para o aumento da dureza do aço. Conclui-se que os resultados obtidos com os ensaios de impacto e dureza foram importantes para determinar a influência de martensita nas propriedades mecânicas do aço LNE 380. Os autores agradecem a CSN pela doaçã SIM
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