Efeito do nióbio no comportamento mecânico de um aço alto carbono utilizado em concreto protendido.

Abstract

Os aços aplicados em concreto protendido na forma de fios e cordoalhas são produzidos por meio de arames trefilados a frio de aços alto carbono a partir do fio-máquina laminado a quente e necessitam de altos valores de limites de resistência à tração, porém mantendo certa ductilidade do material. A necessidade de altos níveis de resistência mecânica em diâmetros de fio-máquina cada vez maiores é um desafio tecnológico. Pois, existe limitação da taxa de resfriamento que se consegue impor ao material. Por outro lado, o aumento do teor de C acima da composição eutetóide pode resultar em fases e constituintes indesejáveis (como cementita e martensita) para a aplicação final. Portanto, a adição de Nb ao aço alto carbono torna-se uma alternativa interessante para aumentar a resistência mecânica. Com este propósito, dois aços com e sem a adição de nióbio e composição química similar em relação a outros elementos, foram produzidos em escala industrial, submetidos a caracterização microestrutural (incluindo tamanho de grão austenítico prévio, tamanho de colônias e espaçamento interlamelar da perlita), e mecânica por meio de ensaios de tração e dureza. Ensaios de torção a quente e dilatometria foram empregados para simular o processamento dos aços e avaliar a influência do Nb nas transformações de fases. A adição deste elemento microligante ao aço alto carbono promoveu o refinamento do tamanho de grão austenítico e das colônias de perlita, porém não apresentou efeito no espaçamento interlamelar perlítico. Houve redução na temperatura de início de transformação austenita/perlita e por consequência aumento da temperabilidade do aço. Finalmente, as alterações das características metalúrgicas resultaram no aumento do limite de resistência à tração e dureza do aço microligado ao Nb.