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Title: Efeito da fração de martensita na cinética de formação da austenita em um aço de baixo carbono.
Authors: Lopes, Maximiano Maicon Batista
metadata.dc.contributor.advisor: Cota, André Barros
Keywords: Martensita
Austenita
Aço
Issue Date: 2012
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: LOPES, M. M. B. Efeito da fração de martensita na cinética de formação da austenita em um aço de baixo carbono”. 2012. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2012.
Abstract: Este trabalho apresenta um estudo sobre o efeito da fração volumétrica de martensita presente na microestrutura inicial e das várias taxas de aquecimento (0,1; 1,0; 5,0 e 13ºC/s) na cinética de formação da austenita no aquecimento contínuo; por meio do modelo clássico Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) e da análise dilatométrica para um aço baixo carbono. A microestrutura prévia para a formação da austenita era constituída de: ferrita + martensita (com frações volumétricas de 0,35; 0,52; 0,71); martensita com uma pequena quantidade de bainita; martensita. Os resultados mostram que o aumento na taxa de aquecimento aumenta as temperaturas críticas (Ac1, Ac3 e Tq), e que a taxa de aquecimento exerce uma influência maior sobre Ac3. Verificou-se que, para taxas de aquecimento maiores que 1,0oC/s, a microestrutura inicial não afetou o intervalo de tempo de formação austenita. Para a taxa de aquecimento de 0,1ºC/s, o intervalo de tempo de formação austenítica foi maior para a microestrutura prévia martensítica, menor para a microestrutura prévia constituída de ferrita e perlita e intermediário para a microestrutura prévia constituída de ferrita e martensita. Devido ao revenimento da martensita no processo de austenitização, a influência da fração volumétrica desta fase na microestrutura inicial sobre as temperaturas críticas não foi significativa. No estudo da cinética de formação da austenita realizado por meio da equação Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK), verificou-se que existe uma relação logarítmica-linear entre a energia de ativação aparente e a taxa de aquecimento para todas as microestruturas analisadas. O aumento da taxa de aquecimento de 0,1 para 13ºC/s provoca uma redução da energia de ativação de 145,3 para 91,26 kJ/mol. O parâmetro n do modelo de JMAK encontrado neste trabalho foi de 1,4, o que indica que a nucleação austenítica ocorre preferencialmente nas interfaces entre os grãos ferríticos e os finos de carbonetos da martensita revenida.
metadata.dc.description.abstracten: This work presents a study of the effect of the martensite volume fraction present in the initial microstructure and the various heating rates (0.1, 1.0, 5.0 and 13°C/s) on the kinetics of austenite formation in continuous heating, through the classic Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) model and dilatometry analysis, for a low carbon steel. The microstructure prior to the austenite formation consisted of: ferrite + martensite (with volume fractions of 0.35, 0.52, and 0.71), martensite with a small amount of bainita and martensite. The results show that a increase in heating rate increases the critical temperatures (Ac1, Ac3 and Tq), and that the heating rate exerts a greater influence on Ac3. It was verified that for heating rates higher than 1.0°C/s, the prior microstructure did not affect the time interval of austenite formation. For the heating rate of 0.1°C/s, the time interval of austenite formation was higher for the prior martensitic microstructure, lower for the prior ferrite and pearlite microstructure and intermediate for the initial ferrite and martensite microstructure. Due to the tempering of martensite in the process of austenitization, the influence of volume fraction of this phase in the initial microstructure on the critical temperatures was not significant. In the study of the kinetics of austenite formation carried out through the Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) equation, it was verified that there is a log-linear relationship between the apparent activation energy and the heating rate for all examined microstructures. Increasing the heating rate from 0.1 to 13°C/s causes a reduction of the activation energy from 145.3 to 91.26 kJ/mol. The parameter n of the JMAK model found in this study was 1.4, which indicates that the austenite nucleation occurs mainly at the interface between the ferritic grains and fine carbides of tempered martensite.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2897
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