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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA INDUZIDA POR DEFORMAÇÃO EM AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS AISI 304 E AISI 316 DEFORMADOS POR DIFERENTES PROCESSOSGuimarães Junior, Jamil Martins 08 July 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-07-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Stainless steels with properties which allow high conformability and satisfactory mechanical resistance due to phase transformations are becoming prominently active for industries and metallurgical research centers. Therefore, the phenomena related to the work hardening must be understood and mastered, once the strain has an extremely important function on the phase transformation of these materials. For the investigations, are conducted different kinds of strains on the stainless steels by filing, compression and cold rolling at 12%, 31%, 50%, 70%, 80% and 90% reduction levels. In order to compare the materials, are conducted the following technics: optical microscopy, EDS, EBSD, X ray diffraction, hardness measurements and ferritoscope. The high hardness presented by these as received materials is attributed to the fact that they were not annealed. Low rolled steels showed high transformation into ε-martensite, and high rolled levels (like 90%) showed high grain elongation and very high α’- martensite fractions. Filling and compression also showed high α’- martensite fractions for the AISI 304. However, the AISI 316 didn’t show a significant fraction of α’- martensite after the compression test. Therefore, the high hardness showed by AISI 316 steel after the compression test is certainly due to classic work hardening mechanisms, not due to a α’- martensite transformation, which depends on the Stacking Fault Energy (SFE). / Aços inoxidáveis com propriedades que permitam alta conformabilidade aliada a resistência mecânica satisfatória devido a transformações de fase vêm sendo destaque nas indústrias e centros de pesquisa de metalurgia. Para tanto, os fenômenos relacionados ao encruamento devem ser compreendidos e dominados, pois os processos de deformação desempenham uma função extremamente importante na transformação de fases desses materiais. As investigações são conduzidas com deformações plásticas nos aços inoxidáveis por meio de limagem, compressão a 60% de redução da altura e laminação a níveis de 12%, 31%, 50%, 70%, 80% e 90% de redução. Para fins comparativos, são conduzidas análises microestruturais por meio de: microscopia óptica, EDS, EBSD, difração de raios X, medidas de dureza e ferritoscopia. Percebeu-se uma dureza acima do esperado nos materiais inicialmente caracterizados devido ao fato de os mesmos não estarem na condição de recozidos. Baixos níveis de redução na espessura promoveram elevados índices de transformação da austenita para martensita ε, enquanto que altos níveis de redução resultaram em elevado alongamento dos grãos e as maiores frações de martensita α’ entre todas as condições de deformação. Deformação por meio de limagem e por meio de compressão promoveram altos índices de transformação da austenita em martensita α’ para o aço inoxidável AISI 304, porém quando submetido à compressão, o aço AISI 316 não apresentou consideráveis frações de martensita na microestrutura. Sendo assim, conclui-se que o aumento de dureza do aço AISI 316 se deu por mecanismos clássicos de endurecimento, e não pela formação de martensita induzida por deformação. Isso porque a tendência em formar martensita induzida por deformação é dependente da EDE, e consequentemente, da composição química do material.
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Efeitos do tratamento térmico de solubilização sobre o crescimento de grão e o grau de sensitização dos aços inoxidáveis austeníticos AISI 321 e AISI 347 / Effects of thermal treatment of solubility on growth grains and degree of sensization of the steel AISI 321 and AISI 347.Silva, Eden Santos 16 July 2007 (has links)
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Previous issue date: 2007-07-16 / Austenitic stainless steels present high resistance to corrosion under some
aggressive medium, being for this widely used in the industrial sector. These steels,
when submitted to determined temperature intervals can be sensitized due to the
precipitation of chromium carbides in the grain boundaries, becoming subject to
intergranular corrosion. When alloy elements are added to the steel base, turning it
stabilized, they can prevent sensitization, however modifying completely the behavior
of the grain growth of these steels. This work investigates the behavior of the
austenitic grain growth and the degree of sensitization of stainless steel austenitic AISI
321 and AISI 347, when submitted to annealing thermal treatments, between 800 and
1200° C, and to sensitization treatments at 600° C, for different times of exposition,
respectively. The sensitization degree was determined qualitatively through
electrochemical attack and quantitatively by the double cycle potentio-kinetics
reactivation test (DLEPR). The grain growth behavior in function of the temperature
disclosed that, for temperatures below the grain growth critical temperature, Tcg, due
to the pinning of the grain boundaries by precipitated particles, the grain growth is
completely annulled. For temperatures above Tcg, due to the dissolution and to the
coarsening of particles, occurs abnormal grains growth. At high temperatures, the
grains become coarse and the grain growth resembles the growth of normal grains.
The Tcg varies with the austenitização time, due to the increased coarsening of
precipitated particles, with the increase of time. The estimated values for the TiC and
NbC particles critical ratio, on the order of, on around 10 nm, are in excellent accord
with literature data. Previous annealing treatments, carried out for 800 and 900° C,
had been efficient in preventing the sensitization of the steel AISI 321. AISI 347 has
proved to be more efficient than AISI 321 in accomplishing this task when used at high
temperatures. / Os aços inoxidáveis austeníticos apresentam alta resistência à corrosão sob vários
meios agressivos, sendo por isto largamente utilizados no setor industrial. Estes aços
quando submetidos a determinados intervalos de temperatura podem sensitizar,
devido à precipitação de carbonetos de cromo nos contornos dos grãos, tornando-se
susceptíveis à corrosão intergranular. Quando elementos de liga são adicionados ao
aço base, tornando-o estabilizado, podem prevenir a sensitização, porém alteram
completamente o comportamento do crescimento de grão destes aços. Este trabalho
investiga o comportamento do crescimento de grão austenítico e o grau de
sensitização dos aços inoxidáveis austeníticos AISI 321 e AISI 347, quando
submetidos a tratamentos térmicos de solubilização, entre 800 e 1200 °C, e a
tratamentos térmicos de sensitização a 600 °C, para diferentes tempos de exposição.
O grau de sensitização foi determinado qualitativamente através de ataque
eletroquímico e quantitativamente pelo teste de reativação potenciocinética de ciclo
duplo (DLEPR). O comportamento do crescimento do grão em função da temperatura
revelou que, para temperaturas inferiores à temperatura crítica de crescimento de
grão, Tcg, devido ao aprisionamento dos contornos dos grãos por partículas de
precipitados, o crescimento do grão é completamente anulado. Para temperaturas
acima da Tcg, devido à dissolução e ao coalescimento das partículas, ocorre o
crescimento anormal dos grãos. A altas temperaturas os grãos tornam-se grosseiros
e o crescimento do grão assemelha-se ao crescimento do grão normal. A Tcg varia
com o tempo de austenitização, em face ao aumento do coalescimento das partículas
de precipitados com o aumento do tempo. Os valores estimados para o raio crítico
das partículas de TiC e NbC, da ordem de 10 nm, encontram-se em excelente acordo
com os dados da literatura. Prévios tratamentos térmicos de solubilização, realizados
para 800 e 900 oC, foram eficientes em prevenir a sensitização do aço AISI 321. O
aço AISI 347 apresenta-se mais eficiente que o AISI 321 quando usado em altas
temperaturas.
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Estudo comparativo da deformação a frio e da resistência à corrosão nos aços inoxidáveis austeníticos AISI 201 e AISI 304. / Comparative study of the cold deformation and corrosion resistance of AISI 201 and AISI 304 austenitic stainless steels.Morais, Viviane Lima de 24 June 2010 (has links)
A crescente demanda de aplicações de aços inoxidáveis austeníticos e a constante pressão para redução de custo nas empresas siderúrgicas, devido à alta volatilidade no custo do níquel, resultaram em novos desenvolvimentos de aços da série 200. Esta nova classe de aços inoxidáveis austeníticos contém elevados teores de manganês e nitrogênio em substituição ao elemento níquel. A justificativa para a realização deste trabalho é a escassez de estudos comparativos entre aços inoxidáveis austeníticos da série 200 e série 300 disponíveis na literatura em relação ao comportamento da transformação de fase induzida pela deformação e da resistência à corrosão. Os principais fatores que afetam a microestrutura no endurecimento por deformação são: a energia de defeito de empilhamento, composição química, temperatura, grau, taxa e modo de deformação. Realizou-se uma análise crítica e adequação dos conceitos de níquel e cromo equivalente para os aços AISI 201 e AISI 304. Amostras desses aços foram solubilizadas, laminadas e racionadas em diferentes condições para caracterização microestrutural com o auxílio de técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, ferritoscópio e microdureza. Curvas de endurecimento em função do grau de deformação, fração volumétrica de martensita em função do grau de deformação, assim como a evolução microestrutural e sua respectiva identificação de fase com o grau de deformação foram resultados obtidos deste trabalho. Em geral, aumentando a deformação plástica a frio, maior é a dureza para ambos os aços e maior é a fração volumétrica de martensita induzida por deformação. O aço AISI 201 é mais susceptível a transformação de fase do que o aço AISI 304 devido a sua menor EDE. Ensaios eletroquímicos de espectroscopia de impedância eletroquímica e polarização potenciodinâmica anódica foram realizados para avaliação da resistência a corrosão e para avaliar o comportamento da repassivação. Ambos os aços apresentaram comportamento similares quanto à resistência à corrosão, além de apresentarem potenciais de corrosão da ordem de 10-8 A/cm², típico de materiais passivos. / The continuous increase in the application demand of austenitic stainless steels and the constant pressure for cost reduction in the steelmaking industry, due to the high instability of nickel price, has conduced to new developments of the AISI 200 series steels. This new austenitic stainless steel series employes high manganese and nitrogen contents in substitution to nickel. The reason of this work is the lack of comparative studies in the literature between austenitic stainless steels of 200 and 300 series relative to the martensite strain induced phase transformation and its corrosion resistance. The main factors that affect microstructure on strain-hardening are: stacking fault energy, chemical composition, temperature, strain and strain rate. A critical analysis of the concept related to the nickel and chrome equivalents for the AISI 201 and AISI 304 steels has been carried out. Samples of these steels were heat treated and cold rolled to different strains for subsequent microstructural evaluation using equipments such as optical microscope, scanning electron microscope, X-ray diffraction, microhardness and ferritoscope. Strain hardening versus strain, martensite volume fraction versus strain, as well as microstructure evolution and its respective phase identification with strain are some of the main results obtained in this study. In general, increasing the strain hardening, the higher will be the hardness of both stainless steels and higher is the induced martensite volume fraction. The AISI 201 steel presented higher susceptibility to induced phase transformation in comparison to the AISI 304 steel due to its lower stacking fault energy. Electrochemical impedance spectroscopy and anodic potenciodynamic polarization were the techniques used in this work to evaluate the corrosion resistance and passivation behavior respectively. Both steels presented similar corrosion resistance, apart from presenting a corrosion potential of about 10-8 A/cm² , which is typical for passivated materials.
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Estudo comparativo da deformação a frio e da resistência à corrosão nos aços inoxidáveis austeníticos AISI 201 e AISI 304. / Comparative study of the cold deformation and corrosion resistance of AISI 201 and AISI 304 austenitic stainless steels.Viviane Lima de Morais 24 June 2010 (has links)
A crescente demanda de aplicações de aços inoxidáveis austeníticos e a constante pressão para redução de custo nas empresas siderúrgicas, devido à alta volatilidade no custo do níquel, resultaram em novos desenvolvimentos de aços da série 200. Esta nova classe de aços inoxidáveis austeníticos contém elevados teores de manganês e nitrogênio em substituição ao elemento níquel. A justificativa para a realização deste trabalho é a escassez de estudos comparativos entre aços inoxidáveis austeníticos da série 200 e série 300 disponíveis na literatura em relação ao comportamento da transformação de fase induzida pela deformação e da resistência à corrosão. Os principais fatores que afetam a microestrutura no endurecimento por deformação são: a energia de defeito de empilhamento, composição química, temperatura, grau, taxa e modo de deformação. Realizou-se uma análise crítica e adequação dos conceitos de níquel e cromo equivalente para os aços AISI 201 e AISI 304. Amostras desses aços foram solubilizadas, laminadas e racionadas em diferentes condições para caracterização microestrutural com o auxílio de técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, ferritoscópio e microdureza. Curvas de endurecimento em função do grau de deformação, fração volumétrica de martensita em função do grau de deformação, assim como a evolução microestrutural e sua respectiva identificação de fase com o grau de deformação foram resultados obtidos deste trabalho. Em geral, aumentando a deformação plástica a frio, maior é a dureza para ambos os aços e maior é a fração volumétrica de martensita induzida por deformação. O aço AISI 201 é mais susceptível a transformação de fase do que o aço AISI 304 devido a sua menor EDE. Ensaios eletroquímicos de espectroscopia de impedância eletroquímica e polarização potenciodinâmica anódica foram realizados para avaliação da resistência a corrosão e para avaliar o comportamento da repassivação. Ambos os aços apresentaram comportamento similares quanto à resistência à corrosão, além de apresentarem potenciais de corrosão da ordem de 10-8 A/cm², típico de materiais passivos. / The continuous increase in the application demand of austenitic stainless steels and the constant pressure for cost reduction in the steelmaking industry, due to the high instability of nickel price, has conduced to new developments of the AISI 200 series steels. This new austenitic stainless steel series employes high manganese and nitrogen contents in substitution to nickel. The reason of this work is the lack of comparative studies in the literature between austenitic stainless steels of 200 and 300 series relative to the martensite strain induced phase transformation and its corrosion resistance. The main factors that affect microstructure on strain-hardening are: stacking fault energy, chemical composition, temperature, strain and strain rate. A critical analysis of the concept related to the nickel and chrome equivalents for the AISI 201 and AISI 304 steels has been carried out. Samples of these steels were heat treated and cold rolled to different strains for subsequent microstructural evaluation using equipments such as optical microscope, scanning electron microscope, X-ray diffraction, microhardness and ferritoscope. Strain hardening versus strain, martensite volume fraction versus strain, as well as microstructure evolution and its respective phase identification with strain are some of the main results obtained in this study. In general, increasing the strain hardening, the higher will be the hardness of both stainless steels and higher is the induced martensite volume fraction. The AISI 201 steel presented higher susceptibility to induced phase transformation in comparison to the AISI 304 steel due to its lower stacking fault energy. Electrochemical impedance spectroscopy and anodic potenciodynamic polarization were the techniques used in this work to evaluate the corrosion resistance and passivation behavior respectively. Both steels presented similar corrosion resistance, apart from presenting a corrosion potential of about 10-8 A/cm² , which is typical for passivated materials.
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ESTUDO DA RECRISTALIZAÇÃO DINÂMICA DURANTE A DEFORMAÇÃO A QUENTE DE UM AÇO ISO 5832-9 / STUDY OF THE DYNAMIC RECRYSTALLIZATION DURING THE DEFORMATION THE HOT ONE OF A STEEL ISO 5832-9Nascimento, Luciene Araujo 25 February 2010 (has links)
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Previous issue date: 2010-02-25 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / Austenitic stainless steels have low economic value compared to titanium and its alloys,
considered the most resistant to corrosion in biological environment, and for over fifty
years are widely used in the manufacture of orthopedic implants, particularly in public
health service. Currently the ISO 5832-1 steel (ASTM F 138) is the most used in the
manufacture of orthopedic prosthesis, especially the temporary ones. However, because
it is susceptible to localized corrosion when in contact with human tissue, it is being
gradually replaced by austenitic stainless steel of low carbon and high nitrogen called ISO
5832-9. The same is already used extensively in Europe and the United States, while in
Brazil it's use is more recent and smaller scale. This work investigates the behavior of
dynamic recrystallization in an ISO 5832-9 steel through hot torsion tests and optical
microscopy, for different conditions of temperature, strain and strain rate. It was found
through the plastic flow curves of the studied material crystallizes dynamically and that the
high value of its apparent activation energy for deformation can be attributed to the
presence of a large amount of precipitated particles and nitrogen dissolved in the matrix.
Micrographs confirmed that tests carried out at low temperatures reveal a strong
retardation of dynamic recrystallization. Moreover, the presence of serrated grain
boundaries and nucleation of new grains in the old deformed grain boundaries, are strong
indications that the recrystallization occurred by a necklace mechanism. The behavior of
the average recrystallized grain size, DDRX, with temperature resembles the behavior of
the austenitic grain growth in microalloyed steels. The presence of a minimum in the
behavior of DDRX with the strain rate can be attributed to a minimum strain rate required
to cause the greatest amount of dynamics precipitation. / Os aços inoxidáveis austeníticos possuem um baixo valor econômico quando
comparados ao titânio e suas ligas, considerados os mais resistentes à corrosão em meio
biológico, e há mais de cinquenta anos são amplamente utilizados na confecção de
implantes ortopédicos, em especial no serviço de saúde pública. Atualmente o aço ISO
5832-1 (ASTM F 138) é o mais utilizado na confecção de próteses ortopédicas,
principalmente as temporárias. Entretanto, devido o mesmo ser suscetível à corrosão
localizada quando em contato com tecido humano, ele está sendo gradativamente
substituído pelo aço inoxidável austenítico de baixo teor de carbono e alto teor de
nitrogênio denominado de ISO 5832-9. O mesmo já é utilizado em larga escala na
Europa e nos Estados Unidos, enquanto no Brasil a sua utilização é mais recente e em
menor escala. Este trabalho investiga o comportamento da recristalização dinâmica em
um aço ISO 5832-9, através de ensaios de torção a quente e microscopia ótica, para
diferentes condições de temperatura, deformação e taxa de deformação. Foi constatado
através das curvas de escoamento plástico que o material estudado recristaliza
dinamicamente e, que o alto valor da sua energia de ativação aparente para a
deformação pode ser atribuído à presença de uma grande quantidade de partículas de
precipitados e ao nitrogênio em solução na matriz. Micrografias confirmam que ensaios
realizados a baixas temperaturas revelam um forte retardamento da recristalização
dinâmica. Além disso, a presença de contornos de grão serrilhados e nucleação de novos
grãos nos antigos contornos de grãos deformados, são fortes indícios de que a
recristalização ocorreu por mecanismo colar. O comportamento do tamanho de grão
médio recristalizado, DDRX, com a temperatura, se assemelha ao comportamento do
crescimento de grão austeníticos de aços microligados. A presença de um mínimo no
comportamento do DDRX com a taxa de deformação pode ser atribuído a uma taxa de
deformação mínima necessária para que ocorra a maior quantidade de precipitação
dinâmica.
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