INFLUÊNCIA DA DEFORMAÇÃO NA FRAÇÃO VOLUMÉTRICA DE AUSTENITA RETIDA EM AÇO API-5L-X80 COM MICROESTRUTURA MULTIFÁSICA.

A.C.C. de Souza (1), G.D. Marques (1), M.S. Pereira (1), T.M. Hashimoto (1)

(1)- Departamento de Materiais e Tecnologia, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Av. Ariberto Pereira da Cunha, 333, Pedregulho, Guaratinguetá SP, CEP.: 12500-000.

Palavras-chave: Transformação Bainítica, Austenita, Efeito TRIP.

Resumo

Os aços multifásicos, cuja estrutura consiste de ferrita, bainita, martensita e austenita retida, são largamente estudados por aliarem características de resistência e conformabilidade [1,2]. Estes são obtidos por recozimento intercrítico, ou seja, manutenção do material em temperaturas onde existe a coexistência das fases ferrita e austenita, seguido de processamento isotérmico na temperatura de transformação bainítica, onde uma parcela da austenita será transformada em bainita [1]. Controlando a composição do aço e as temperaturas no processo, as frações de austenita retida podem atingir 25%. Resistências e dutilidades superiores podem ser observados em aços multifásicos, em função do efeito TRIP ( transformation induced plasticity ). Esse mecanismo induz a transformação, por deformação, de parte da austenita retida em martensita [1,2].

Este trabalho tem como objetivo a quantificação da austenita retida em um aço API-5L-X80, com baixo teor de carbono, contendo adições de boro, submetido a posterior deformação. O material foi inicialmente submetido a um recozimento intercrítico, em temperatura de 780º C por 30 minutos, seguido de uma transformação isotérmica, realizada em um banho de sal a 350º C, por três diferentes tempos de permanência ( 30 segundos, 10 minutos e 30 minutos ) sendo finalmente resfriadas em água agitada a 250C. Os corpos-de-prova, para ensaio de tração, foram confeccionados de acordo com a norma ASTM E8M, e os resultados dos ensaios estão mostrado na tabela 1.

Posteriormente, novo lote de corpos-de-prova, tratados termicamente nas mesmas condições, foram submetidos a uma deformação controlada, que propiciou alongamentos de 10% no material. Amostras metalográficas foram extraídas do material, antes e após a deformação. O corte do material foi feito com serra de precisão, com cuidados para que não produzisse alterações na microestrutura. As amostras foram embutidas em baquelite, seguido de lixamento ( granulometria 400 a 1500 ). O polimento foi realizado com o abrasivo de alumina 0,25 mm. Entre as etapas de preparação as amostras passaram por um processo de limpeza por ultra-som, para eliminar sujeiras, óleos, gorduras e limalhas de aço e da lixa.

As amostras foram pré-atacadas com soluções de Nital 5% por um período de aproximadamente 4 segundos. Posteriormente, foram atacadas com uma solução de metabissulfito de Sódio 10% diluída em água, por um período de aproximadamente 25 segundos. Após o delineamento dos grãos, foram capturadas 20 fotos em cada amostra, ambas com um aumento de 400 vezes, de onde foram calculadas as porcentagens das fases austeníticas, de acordo com a norma ASTM E1382. Como pode ser observado na figura 1, os grãos de cor branca identificam a austenita retida, os grãos de cor escura representam a bainita e a martensita, e os de cor cinza a ferrita. Posteriormente, foram obtidas as médias aritméticas e os desvios padrões de austenita retida em cada amostra, atividades realizadas por dois programas de computador, o Image Pro Plus e o Materials Pro.

Através dos resultados da análise metalográfica observa-se uma menor porcentagem de austenita retida em amostras submetidas as deformações, em função do efeito TRIP, em comparação as amostras que não foram submetidas as tais deformações, como pode-se observar na tabela 2. A menor porcentagem de austenita retida nas amostras deformadas pode ser justificada devido a transformação de grãos de austenita retida menos estáveis em martensita durante o efeito TRIP. Além disso, quanto maior o tempo de permanência na transformação isotérmica, menor é a porcentagem de austenita retida. Tal redução é justificada pela transformação da austenita retida em bainita, durante o período de transformação isotérmica.

Tabela 1: Valores de resistência à tração, limite de escoamento e alongamento do aço API-5L-X80, submetido a diferentes tempos de permanência na transformação isométrica.

Figura 1 : Exemplo de uma microestrutura do aço API-5L-X80 submetida a uma temperatura isotérmica de 350ºC em um período de 30 segundos, a um pré-ataque com solução de Nital 5% por 4 segundos e a um ataque com metabissulfito de sódio 10% diluída em água por 25 segundos. O aumento obtido na amostra foi de 400 vezes.

Agradecimentos: Ao CNPq, órgão responsável pela concessão da bolsa de iniciação científica e pelo suporte a pesquisa, e aos técnicos do DMT/FEG/UNESP.

Referências:

[1]- Jeong, W.C., Matlock, D.K., Krauss, G. - Effects of tensile-testing temperature on deformation and transformation behavior of retained austenite in a 0,14C-1,2Si-1,5Mn steel with ferrite-bainite-austenite structure, Materials Science and Engineering, A 165 (1993) 9-18;

[2]- Jeong, W.C., Matlock, D.K., Krauss, G. - Observation of deformation and transformation behavior of retained austenite in a 0,14C-1,2Si-1,5Mn steel with ferrite-bainite-austenite structure, Materials Science and Engineering, A 165 (1993) 1-8;