Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-09-08T04:03:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334110.pdf: 8407341 bytes, checksum: 77d5842e7695e5505c7efc9a1deef622 (MD5) Previous issue date: 2014 / Esta tese foi dividida em duas etapas. Na primeira etapa foram investigados aspectos sobre a cinética de austenitização na zona crítica de ferros nodulares com diferentes matrizes iniciais (bruta de fundição, austenítica, martensítica, perlítica, ausferrítica e ferrítica). Na segunda etapa foram apresentados dados referentes as propriedades mecânicas de ADI duais, proveniente das matrizes iniciais citadas acima. Primeiramente, foram obtidas e caracterizadas as amostras com as matrizes iniciais e foi realizada a escolha a temperatura de austenitização na zona crítica, 795°C. Esta temperatura foi determinada por método experimental e utilizando amostra inicialmente ferrítica. Para compreender a cinética de transformação, um primeiro grupo de amostras (com diferentes microestruturas iniciais) foi submetido tratamento isotérmico de austenitização na zona crítica, após diferentes tempos de austenitização as amostras foram resfriadas em água a temperatura ambiente. Todas as amostras desta etapa passaram por quantificação de fases, medidas de dureza e microdureza. Para a coleta de dados referentes a propriedades mecânicas, um segundo grupo de amostras (já usinadas e também com diferentes microestruturas iniciais) foi submetido a tratamento isotérmico de austenitização na zona crítica, em banho de sal, seguido de austêmpera a 350°C por 2h. Na primeira etapa do trabalho as amostras com matrizes iniciais bruta de fundição, austenítica e martensítica apresentaram cinética de transformações (para martensita) muito lentas. No entanto, na segunda etapa do trabalho, para as mesmas amostras iniciais (bruta de fundição e martensíticas), este comportamento foi mais rápido. Foi possível identificar, a presença de grafitas secundárias em algumas microestruturas resultantes deste trabalho, além de carbonetos não dissolvidos, mesmo após 12h de tratamento isotérmico. Amostras inicialmente ausferrítica e martensítica, na segunda etapa do trabalho, apresentaram melhor distribuição/homogeneização das fases (ferrita e ausferrita) na microestrutura final. As amostras inicialmente martensíticas e ausferríticas foram as que apresentaram valores de propriedades mecânicas superiores aos requisitados pela norma ASTM A897. Na presente tese, foi possível observar como ADI duais são extremamente sensíveis a temperatura e ao meio de tratamento térmico, causando variações na cinética de transformação, fração volumétrica de ferrita que consequentemente influência nos valores referentes as propriedades mecânicas.<br> / Abstract : This thesis has been divided into two steps. In the first stage aspects of the kinetics of austenitization were investigated in intercritical zone of ductile iron with different initial matrices (as casting, austenitic, martensitic, pearlitic, ferritic and ausferritic). In the second stage datas were submitted the mechanical properties of ADI dual, from the initial matrices mentioned above. Fist, were obtained and characterized the samples with the initial matrices. After, the choice was made to austenitization temperature in the critical zone, 795 ° C. This temperature was determined by experimental method and using initially ferritic sample. For the understanding of the kinetics of transformation a first group of samples (with different initial microstructure) was submitted to isothermal treatment in the intercritical zone austenitization followed (after different times), water quenching to room temperature. All samples have been had the measures of phase, hardness and microhardness. A second group of samples (machined and with different initial microstructures) was submitted to isothermal treatment in the intercritical zone in salt bath followed by austempering at 350 °C for 2 h to collect data for mechanical properties. In the first stage of this work, as casting, austenitic and martensitic initially samples exhibited kinetics of transformations (to martensite) very slow. However, in the second stage, for the same initial samples (as casting and martensitic), this behavior was different. It was possible to identify the presence of secondary graphite in some microstructures resulting from this work, and undissolved carbides, even after 12h of isothermal treatment. In the second stage of this work, ausferritics and martensitics initially samples showed better distribution/homogenization of the phases ferrite and ausferrite in the final microstructure. The martensitic and ausferríticas initially samples showed the superior values of the mechanical properties required by ASTM A897. In this thesis, it was possible to observe how the ADI dual are extremely sensitive to temperature and to kind of the heat treatment, causing variations in the kinetics of transformation, ferrite volume fraction that consequently influences the mechanical properties values.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-26T02:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:44:43Z : No. of bitstreams: 1 299907.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / A adição de baixos teores de boro nos aços baixo e médio carbono apresenta a característica de aumentar a temperabilidade por atuar na redução da energia livre nos contornos de grão austenítico devido à segregação de átomos de boro nos contornos, reduzindo a formação de ferrita pró-eutetóide. A composição química, a temperatura de austenitização, temperatura de revenido e a velocidade de resfriamento influenciam consideravelmente no efeito do boro no aumento da temperabilidade. O tratamento térmico de têmpera de componentes fabricados em aço ao boro possui alguns fatores que influenciam na escolha das temperaturas de austenitização. Dentre estes fatores há a necessidade de se obter a microestrutura martensítica através de temperaturas que minimizem a degradação do forno de tratamento térmico. Os objetivos desta tese foram estudar o efeito da temperatura de austenitização na precipitação de carbonetos/borocarbonetos e nas propriedades mecânicas dos aços ao boro PL22 e 15BCr30 após têmpera e revenido e a correlação entre as microestruturas obtidas, propriedades mecânicas e temperabilidade. Para avaliar o efeito da temperatura de austenitização e a solubilização do boro foram utilizadas três temperaturas, uma a comumente utilizada na indústria (870ºC - pouco acima da linha Ac3), uma temperatura um pouco acima da temperatura usual (1050ºC) e outra bastante acima (1200ºC). Observou-se inicialmente que o tamanho de grão austenítico aumenta com a temperatura de austenitização após têmpera e revenido. As análises de microestrutura mostraram que a maior porcentagem de martensita foi obtida com a temperatura de austenitização de 1050ºC, devido à redução da energia livre nos contornos de grão austenítico que reduz a nucleação de ferrita. Na temperatura de austenitização de 870ºC a menor quantidade de martensita foi atribuída à baixa porcentagem de boro em solução e a 1200ºC à maior segregação de não-equilíbrio de boro nos contornos de grão, indicada pela precipitação de borocarbonetos. Nas análises realizadas por microscopia eletrônica de transmissão foi observado a presença de borocarbonetos Fe23(C,B)6 em todas as condições de austenitização, tanto na matriz, quanto nos contornos de grão, porém uma menor quantidade para a austenitização à 1050ºC, proporcionando um melhor efeito do boro no aumento da temperabilidade para esta condição. Finalmente, foram comparados os resultados das propriedades mecânicas com a microestrutura encontrada nos dois aços ao boro. Os resultados mostraram boa concordância entre os valores obtidos nos ensaios e as porcentagens de martensita e a presença de borocarbonetos. Os limites de escoamento e resistência obtidos a partir da austenitização a 1050ºC apresentaram os maiores valores devido ao maior percentual de martensita que está relacionado à menor segregação total de boro nesta condição.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T01:11:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T21:35:54Z : No. of bitstreams: 1 138840.pdf: 10671571 bytes, checksum: 573619f2ee3776a99e174dab03e5b2b7 (MD5)