[pt] Aços de alta resistência contendo frações significativas de
austenita retida têm alcançado grande interesse comercial
principalmente quando associados ao fenômeno TRIP durante o
processo de conformação final. Recentemente, um novo
conceito de tratamento térmico, denominado Têmpera e
Partição, vem sendo estudado como mais uma alternativa no
desenvolvimento de aços multifásicos. Neste processo, o
controle da fração volumétrica da austenita retida é
possível uma vez que durante o tratamento de partição, a
supersaturação de carbono na martensita temperada é
utilizada para estabilizar a austenita não transformada,
evitando assim transformações futuras que poderiam ocorrer
em temperaturas mais baixas. A seqüência de processamento
térmico envolve o tratamento de têmpera numa faixa de
temperatura entre Ms e Mf, seguido de partição numa
temperatura igual ou superior à temperatura de têmpera. A
partição do carbono da martenista para a austenita é
possível caso reações competitivas, como por exemplo, a
precipitação de carbetos, sejam suprimidas pela adição de
elementos de liga tais como Si e/ou Al. Uma condição básica
para o modelo está relacionada à restrição de movimentação
da interface martensita/austenita, uma vez que a difusão em
temperaturas baixas está limitada aos átomos interticiais.
Essa restrição leva a um novo conceito de equilíbrio
denominado Equilíbrio Constrito de Carbono, que é
caracterizado pela igualdade do potencial químico na
interface austenita-martensita apenas para o carbono. Nesse
trabalho foram desenvolvidos quatro aços, contendo
diferentes percentuais de C e Ni e com a presença dos
elementos Si, Mn, Mo e Cr. A adição desses elementos teve
finalidade reduzir a temperatura Bs, visando desacoplar o
tratamento de têmpera e partição de uma eventual
transformação bainítica. Um conjunto de condições para o
tratamento de têmpera e partição foi então desenhado,
envolvendo diferentes temperaturas de têmpera e diferentes
temperaturas e tempos de partição. A avaliação
microestrutural foi realizada utilizando recursos de
microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura e
de transmissão. A técnica de difração de raios-X foi
empregada para quantificar a fração de austenita retida e
seu enriquecimento em carbono. Foi modelado o processo de
partição do carbono utilizando o programa DICTRATM. Os
resultados dessas simulações foram analisados em termos dos
parâmetros microestruturais, do tempo e da temperatura, e
como essa combinação influência a cinética de partição do
carbono. Os resultados obtidos para as amostras ensaiadas
em tração indicaram uma vasta combinação de resistência
e ductilidade, confirmando o potencial do processo na
otimização das propriedades mecânicas. / [en] High strength steels containing significant fractions of
retained austenite have been developed in recent years and
are the subject of growing commercial interest when
associated with the TRIP phenomenon during deformation. A
new process concept, Quenching and Partitioning, has been
recently proposed for production of steel microstructures
containing carbon-enriched austenite. The heat treatment
sequence involves quenching to a temperature between the
martensite-start (Ms) and martensite-finish (Mf)
temperatures, followed by a partitioning treatment, above
or at the initial quench temperature, designed to enrich
the remaining untransformed austenite with the carbon
escaping from the supersaturated martensite phase, thereby
stabilizing the retained austenite phase during the
subsequent quench to room temperature. To enable the
austenite enrichment, competing reactions, principally
carbide precipitation, must be suppressed by appropriate
alloying elements, such as Si and/or Al. The concept
assumes a stationary martensite/austenite interface and the
absence of shortrange movements of iron and substitutionals
elements. The condition under which partitioning occur has
been called Constrained Carbon Equilibrium (ECC), due to
the restriction in movement of the interface and the
assumption that only carbon equilibrates its chemical
potencial at the interface. In this work, a group of four
alloys was investigated, containing different additions of
C and Ni and containing Si, Mn, Mo e Cr. These alloys were
designed to preclude bainite formation at the partitioning
temperatures of interest. Several heat-treatments, were
performed in these alloys, using the Q&P concept, to
evaluate its effect on the resulting microstructure and
mechanical properties. Each alloy was quenched at selected
temperatures and partitioned from 350 to 450°C for times
ranging from 10 to 1000s. Microstructural characterization
was performed by optical microcoscopy, scanning and
transmission electron microscopy, while X-ray diffraction
was used to determine both the fraction and the carbon
content of the retained austenite. Partitioning kinetics
were simulated with DICTRATM. The results were analyzed
taking into consideration the scale of the microstructure,
as well as the partitioning temperature. Tensile test
results indicated that very high levels of strength with
moderate toughness can be achieved confirming the potential
of the Q&P to produce a superior combination of mechanical
properties.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:10952 |
| Date | 03 December 2007 |
| Creators | ANA ROSA FONSECA DE AGUIAR MARTINS |
| Contributors | FERNANDO COSME RIZZO ASSUNCAO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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