Estudo da cinética de transformação martensítica em um aço microligado USISAR 80T.

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.