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Title: Efeito do nióbio na trabalhabilidade a quente do aço inoxidável duplex UNS S32304.
Authors: Reis, Adir Garcia
metadata.dc.contributor.advisor: Andrade, Margareth Spangler
Keywords: Aço inoxidável
Resitência de materiais
Nióbio
Enxofre
Laminação - metalurgia
Recristalização - metalurgia
Issue Date: 2013
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: REIS, A. G. Efeito do nióbio na trabalhabilidade a quente do aço inoxidável duplex UNS S32304. 2013. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2013.
Abstract: Os aços inoxidáveis duplex são compostos por duas fases em suas microestruturas: ferrita e austenita. A fração volumétrica de cada uma delas deve ficar o mais próximo de 50% para que eles apresentem seus melhores desempenhos. Uma alta resistência mecânica e à corrosão são as principais vantagens que estes aços apresentam em relação aos tradicionais aços inoxidáveis ferrítico e austenítico. Durante a laminação dos aços duplex, defeitos como trincas de borda e lascas são comumente observados devido à baixa ductilidade a quente exibida por eles. Neste trabalho, foi avaliada a influência do nióbio e do enxofre na ductilidade a quente do aço inoxidável duplex da classe UNS S32304. Foram produzidas, em forno de indução, três ligas experimentais desse aço, sendo uma delas convencional e as outras duas com adição de nióbio, objetivando-se teores de 0,10% e 0,20% deste elemento. A influência do enxofre foi estudada usando uma amostra de um aço de produção industrial com teor de enxofre de 4ppm, que foi comparada com a liga experimental com 36ppm de enxofre e sem adição de nióbio. Para avaliar a ductilidade a quente, foram realizados ensaios de torção utilizando deformações em resfriamento contínuo, a partir de 1200 o C e ensaios isotérmicos com deformações múltiplas nas temperaturas de 900 o C, 1000 o C, 1100 o C, 1150 o C e 1200 o C, seguidos de resfriamento rápido. Verificou-se que a adição de Nb nos teores de 0,1 e 0,2% em peso no aço UNS S32304 não alterou a sua ductilidade a quente, avaliada por ensaios de torção. Nas temperaturas de deformação isotérmica de 1150 o C e 1200ºC, os quatro aços inoxidáveis duplex analisados apresentaram comportamento dúctil, independente do teor de nióbio e enxofre, devido à pequena fração volumétrica de austenita. Abaixo de 1150ºC os aços apresentaram queda de ductilidade com a redução da temperatura de ensaio, relacionada ao aumento da fração volumétrica de austenita. A formação de trincas se deu predominantemente nas interfaces austenita-ferrita. O aço com teor de enxofre de 36ppm apresentou menor ductilidade a quente que o aço com teor de 4ppm. Este aumento da fragilidade está provavelmente relacionado à segregação de enxofre para as interfaces.
metadata.dc.description.abstracten: Duplex stainless steels are composed of a two-phase microstructure involving ferrite and austenite. The proportion of each phase should be as close as possible to 50% to present their best performances. A high mechanical strength and corrosion resistance are the major advantages they offer over traditional austenitic and ferritic stainless steels. During hot rolling of duplex steels, surface defects as edge cracks and slivers are commonly observed due to poor hot workability of these alloys. In this work, the influence of niobium and sulphur on hot ductility of duplex stainless steel grade UNS S32304 was evaluated. Three experimental alloys were produced in an induction furnace, one conventional and other with niobium addition, aiming to levels of 0.10% and 0.20% of this element. The influence of sulphur was investigated using a sample from industrial stainless steel with sulphur content of 4ppm, which was compared with the experimental alloy with 36ppm of sulfur with no niobium addition. To evaluate the hot workability torsion tests were performed using deformations in continuous cooling from 1200ºC, and isothermal multiple pass at temperatures of 900ºC, 1000ºC, 1100ºC, 1150ºC and 1200ºC, followed by high cooling rate. It was found that the addition of Nb in amounts of 0.1 to 0.2 wt% in the UNS S32304 steel has not changed the hot ductility measured by torsion testing. In isothermal deformation temperatures of 1150ºC and 1200°C, the four duplex stainless steels analyzed showed high workability regardless of the content of niobium and sulphur, due to the small volumetric fraction of austenite. Below 1150ºC, the steels ductility decreased with the reduction of test temperature, related to the increasing in the volumetric fraction of austenite. Crack formation occurred predominantly in the austenite-ferrite interfaces. The steel with sulphur content of 36ppm showed lower hot ductility than the steel with content of 4ppm. This poor hot workability is probably related to the segregation of sulphur to the interfaces.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3405
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