Efeito do processamento térmico nas transformações de fase ferrita-austenita em um aço inoxidável duplex do tipo UNS S32304.

Abstract

Os Aços Inoxidáveis Duplex (AID’s) são ligas metálicas bifásicas constituídas por frações aproximadamente iguais de ferrita e austenita. Geralmente, devido ao processo de laminação, essas ligas apresentam uma microestrutura bandeada, lamelas alternadas de austenita e ferrita. As propriedades mecânicas e de corrosão dos AID’s dependem de um balanço ideal das fases austenita e ferrita e da ausência de precipitados como os nitretos de cromo. Essa microestrutura desejável pode ser bastante modificada se a liga for submetida a um processamento térmico. Tendo em vista tais alterações que podem ocorrer durante um processamento térmico e a necessidade de compreensão do papel de cada variável envolvida, a liga UNS S32304 (AID classificado como “lean” uma vez que não contém adições significativas de molibdênio) foi escolhida para este estudo. Portanto, nesse trabalho objetivou-se avaliar o efeito de variáveis de processamento térmico nas transformações de fase ferrita-austenita submetendo-se o AID “2304” a diferentes ciclos térmicos em um dilatômetro de têmpera. Para a caracterização e análise dos resultados, utilizou-se as técnicas de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e difração de elétrons retroespalhados (EBSD). Os resultados mostraram que a 1300°C, por um tempo de 10min, toda a austenita foi dissolvida e os grãos ferríticos cresceram grosseiramente levando a uma extensiva precipitação de nitretos de cromo durante o resfriamento. A temperatura de 1250°C (10min) não levou à completa ferritização da microestrutura; o aumento da taxa de resfriamento, a partir da microestrutura completamente ferritizada, conduziu a um aumento na taxa de nucleação de austenita e também a um aumento na fração final de austenita. Durante resfriamento, em linhas gerais, pode-se afirmar que a austenita nucleia e cresce na seguinte sequência temporal: austenita alotriomórfa delimitando os contornos de grãos ferríticos, austenita de Widmanstätten e austenita intragranular; o aumento da taxa de resfriamento (a partir do estado completamente ferritizado) eleva o grau de superresfriamento, o que favorece a taxa de nucleação de austenita, mas prejudica o seu crescimento em temperaturas elevadas; a fração final de austenita será maior se a austenita não for completamente dissolvida durante a etapa de aquecimento. Nesse caso, a austenita será reformada a partir das lamelas de austenita não dissolvidas; a fração final de austenita, independentemente da taxa de resfriamento e da condição inicial da microestrutura segue, em função da temperatura, a mesma tendência proposta pelo equilíbrio termodinâmico.