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Estudo correlativo por tomografia de sonda atômica e microscopia eletrônica de transmissão nas interfaces M/A, B/A e precipitados após tratamentos térmico in situ para aço inoxidável supermartensítico e aço avançado de alta resistência com efeito TRIP

Processo: 16/13466-6
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 30 de setembro de 2016
Vigência (Término): 29 de setembro de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Paulo Roberto Mei
Beneficiário:Julian David Escobar Atehortua
Supervisor no Exterior: Antonio Jose Ramirez Londono
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Local de pesquisa : Ohio State University, Columbus, Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:14/20844-1 - Estudo in situ da cinética de transformação e a estabilidade térmica da austenita em Aços Avançados de Alta Resistência com efeito TRIP, BP.DR
Assunto(s):Mudança de fase   Microscopia eletrônica de transmissão

Resumo

A reversão de austenita tem se tornado recentemente um tópico de interesse devido a sua potencial aplicabilidade no processamento de aços. A ductilidade e o encruamento dos aços podem ser melhorados através da plasticidade induzida por transformação da austenita reversa Ar (cfc) para martensita M (ccc/tcc), sendo este efeito conhecido como TRIP. Os aços avançados de alta resistência com efeito TRIP (AAAR-TRIP) tem sido amplamente usados na indústria automotiva; enquanto que os aços inoxidáveis supermartensíticos com efeito TRIP (AISM-TRIP) tem sido usados para fabricação de tubulações para a indústria de petróleo e gás. Em ambos os casos, o efeito TRIP é atingido através de tratamentos térmicos complexos, realizados no campo intercrítico da austenita, para reverter e estabilizar Ar na temperatura ambiente. O processo de estabilização depende do grau de enriquecimento em elementos gamagênicos durante o tratamento térmico. No casos dos AAAR-TRIP, a partição de carbono durante o recozimento intercrítico, esubseqüente posterior austêmpera, desempenha o papel mais importante. No caso dos AISM-TRIP, a partição de níquel através de um processo difussivo, é o fator mais importante. Neste caso, o carbono tem um papel secundário, assistindo a precipitação de carbonetos. Foram realizados tratamentos térmicos in situ, usando difração de raios x com luz sincrotron (DRXS), para estudar a cinética da reversão e a estabilidade térmica da austenita para ambos os aços. Tomografia de Sonda Atômica (TSA) foi usada para investigar a evolução composicional através das interfaces ccc/cfc e dos precipitados após tratamentos in situ. Também, foram feitos cálculos termodinâmicos e cinéticos para comparar e correlacionar os resultados obtidos pelas duas técnicas. Para o AISM-TRIO, a cinética de reversão da austenita e sua estabilidade térmica no resfriamento foram mapeados para diferentes condições de revenimento intercrítico in situ. Foram detectadas diferenças na temperatura de crescimento da austenita (As), e de transformação martensítica (Ms), em função da quantidade de austenita reversa. Isto é uma evidência indireta da dependência composicional no desempenho termomecânico da austenita. A estabilidade térmica da Ar foi associada à partição de níquel por equilíbrio local através da interfase M/Ar, e à precipitação de carbonetos MC, que fornecem níquel aos arredores durante o processo de reversão. Foi observada segregação dos elementos alfagênicos na interface M/Ar, em picos acima do equilíbrio local, e com partição quase desprezível entre as fases. No caso dos AAAR-TRIP, a estabilidade térmica da Ar foi estudada durante a simulação in situ dos ciclos térmicos envolvidos no encruamento térmico e galvanização. As temperaturas e tempos de decomposição parcial e total da Ar foram obtidos. A retenção da austentia após austêmpera foi associada à partição de carbono mediante a condição de para equilibrio, com partição desprezível de manganês e silício. Após encruamento térmico, a austenita mostrou enriquecimento de carbono, e formação incipiente de núcleos de cementita na interface bainita/Ar. Para o ciclo do galvanizado, toda a Ar foi decomposta, formando ferrita e cemenita.

Publicações científicas (4)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
ESCOBAR, J. D.; FARIA, G. A.; MAIA, E. L.; OLIVEIRA, J. P.; BOLL, T.; SEILS, S.; MEI, P. R.; RAMIREZ, A. J. Fundamentals of isothermal austenite reversion in a Ti-stabilized 12Cr-6 Ni-2 Mo super martensitic stainless steel: Thermodynamics versus experimental assessments. ACTA MATERIALIA, v. 174, p. 246-259, AUG 1 2019. Citações Web of Science: 0.
ESCOBAR, J. D.; OLIVEIRA, J. P.; SALVADOR, C. A. F.; FARIA, G. A.; POPLAWSKY, J. D.; RODRIGUEZ, J.; MEI, P. R.; BABU, S. S.; RAMIREZ, A. J. Meta-equilibrium transition microstructure for maximum austenite stability and minimum hardness in a Ti-stabilized supermartensitic stainless steel. MATERIALS & DESIGN, v. 156, p. 609-621, OCT 15 2018. Citações Web of Science: 2.
ESCOBAR, J. D.; POPLAWSKY, J. D.; FARIA, G. A.; RODRIGUEZ, J.; OLIVEIRA, J. P.; SALVADOR, C. A. F.; MEI, P. R.; BABU, S. S.; RAMIREZ, A. J. Compositional analysis on the reverted austenite and tempered martensite in a Ti-stabilized supermartensitic stainless steel: Segregation, partitioning and carbide precipitation. MATERIALS & DESIGN, v. 140, p. 95-105, FEB 15 2018. Citações Web of Science: 9.
ESCOBAR, J. D.; FARIA, G. A.; WU, L.; OLIVEIRA, J. P.; MEI, P. R.; RAMIREZ, A. J. Austenite reversion kinetics and stability during tempering of a Ti stabilized supermartensitic stainless steel: Correlative in situ synchrotron x-ray diffraction and dilatometry. ACTA MATERIALIA, v. 138, p. 92-99, OCT 1 2017. Citações Web of Science: 21.

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