Efeito do processamento térmico nas transformações de fase ferrita-austenita em um aço inoxidável duplex do tipo UNS S32304.
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Data
2017
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Resumo
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.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Taxa de resfriamento, Física estatística
Citação
MAGALHÃES, Charles Henrique Xavier Morais. Efeito do processamento térmico nas transformações de fase ferrita-austenita em um aço inoxidável duplex do tipo UNS S32304. 2017. 97 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2017.