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Title: Estudo da cinética de transformação martensítica em um aço microligado USISAR 80T.
Authors: Souza, Samuel da Silva de
metadata.dc.contributor.advisor: Faria, Geraldo Lúcio de
Keywords: USISAR 80T
Aço microligado
Transformação martensítica
Dilatometria
Issue Date: 2018
metadata.dc.contributor.referee: Faria, Geraldo Lúcio de
Dafé, Sara Silva Ferreira de
Cota, André Barros
Porcaro, Rodrigo Rangel
Citation: SOUZA, Samuel da Silva de. Estudo da cinética de transformação martensítica em um aço microligado USISAR 80T. 2018. 99 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: O aço USISAR 80T, de alta resistência e baixa liga, estrutural, de alta temperabilidade e boa soldabilidade é recomendado para aplicações, com alto desempenho, em caldeiras e vasos de pressão. Esse aço é geralmente empregado como temperado e revenido e frequentemente soldado em suas aplicações. A cinética da transformação martensítica atérmica, que é verificada para aços baixo carbono e baixa liga, é determinada pela composição química da fase austenita, pelo tamanho de grão austenítico (TGA) e pela taxa de resfriamento aplicada. No contexto apresentado e com o objetivo de contribuir para o melhor entendimento da cinética de transformação martensítica do aço USISAR 80T, o presente trabalho se propôs a estudar, por dilatometria, como ela é influenciada pela temperatura de austenitização e pela taxa de resfriamento. Quatro temperaturas de austenitização (920°C, 1000°C, 1150°C e 1300°C) foram estudadas e, para cada uma delas, quatro taxas de resfriamento (25°C/s, 50°C/s, 75°C/s e 100°C/s). Simulações termodinâmicas foram realizadas com o software Matcalc com o objetivo de avaliar a estabilidade relativa de fases e precipitados em condição de equilíbrio. Não foi observada alteração significativa da composição química da fase austenita no intervalo de temperaturas de austenitização estudado. O tamanho de grão austenítico aumentou com o aumento da temperatura de austenitização, sendo acompanhado por um aumento das temperaturas de início e fim de transformação martensítica, e , respectivamente, e do tamanho médio dos pacotes de martensita. A taxa de transformação martensítica não foi afetada significativamente pelo TGA. O aumento da taxa de resfriamento foi acompanhado da diminuição de e e do aumento na taxa de transformação martensítica. Um modelo de cinética de transformação martensítica disponível na literatura apresentou boa concordância com os dados experimentais de fração de martensita em função da temperatura, permitindo a obtenção de constantes características da transformação martensítica para cada uma das condições estudadas. Por fim, foi possível a obtenção de uma equação empírica, por regressão linear múltipla, correlacionando a temperatura de início de transformação martensítica, com o tamanho de grão austenítico e a taxa de resfriamento para o aço em estudo. Acredita-se que os resultados do presente estudo são dados de base que poderão contribuir para o melhor entendimento metalúrgico da zona termicamente afetada deste aço por processos de soldagem e até mesmo no possível planejamento de tratamentos térmicos pós-soldagem, quando se fizer necessário.
metadata.dc.description.abstracten: The USISAR 80T steel is a high strength and low alloy, structural, high hardenable, great weldable steel. This steel is usually used as quenched and tempered and often welded in its applications. The kinetics of athermal martensitic transformation, which is verified for low carbon and low alloy steels, is determined by the chemical composition of the austenite phase, the austenitic grain size and the cooling rate applied. In the context presented and with the objective of contributing to a better understanding of the kinetics of the martensitic transformation of the USISAR 80T steel, the present work has proposed to study, by dilatometry, how it is influenced by the austenitization temperature and the cooling rate. Four austenitization temperatures (920°C, 1000°C, 1150°C and 1300°C) were studied and, for each of them, four cooling rates (25°C/s, 50°C/s, 75°C/s and 100°C/s). Thermodynamic simulations were performed with the Matcalc software in order to evaluate the relative stability of phases and precipitates under equilibrium conditions. There was no significant change in the chemical composition of the austenite phase in the austenitization temperature range studied. The austenitic grain size increased with increasing austenitization temperature and was accompanied by an increase in the martensitic transformation start and end temperatures, and , respectively, and in the average size of the martensite packages. The rate of martensitic transformation was not significantly affected by the austenite grain size. The increase in the cooling rate was accompanied by a decrease of and temperatures and by an increase in the rate of martensitic transformation. A martensitic transformation kinetic model available in the literature showed good agreement with the experimental data of martensite fraction as a function of temperature, allowing the obtaining of constant characteristics of martensitic transformation for each of the studied conditions. Finally, it was possible to obtain an empirical equation, by multiple linear regression, correlating the martensitic transformation start temperature with the austenitic grain size and the cooling rate for the steel under study. It is believed that the results of the present study are base data that may contribute to the better metallurgical understanding of the thermally affected zone of this steel by welding processes and even in the possible planning of post-weld heat treatments when necessary.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11859
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 23/11/2018 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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