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Caraterização do efeito de endurecimento secundário ativado por temperatura de aços resistentes ao fogo durante a simulação de incêndios

Processo: 18/21251-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2019
Vigência (Término): 30 de abril de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Andre Paulo Tschiptschin
Beneficiário:Julian David Escobar Atehortua
Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil

Resumo

O melhoramento do desempenho mecânico em alta temperatura de aços estruturais durante a ocorrência de um incêndio é uma tarefa complexa devido às fortes restrições econômicas do setor de construção civil. O desenvolvimento dos ''aços resistentes ao fogo'' impõe limitações práticas, pois estes precisam ser tão baratos, tenazes e soldáveis quanto os aços estruturais comumente usados e, ao mesmo tempo, reter pelo menos dois terços da resistência ao escoamento em temperatura ambiente na temperatura de 600 °C. A adição de elementos de micro liga, tais como o nióbio e o boro, junto à adição de teores baixos de carbono e molibdênio, tem se mostrado como uma metodologia bem-sucedida para produzir aços resistentes ao fogo, porém com custos ainda elevados. Adicionalmente, o desenvolvimento de rotas de processamento termomecânico não convencionais é uma metodologia promissória para incrementar ainda mais o desempenho em alta temperatura. O mecanismo de endurecimento secundário pode ser usado como uma proteção ''in-situ'' ativada por temperatura durante o incêndio, devido à precipitação nanométrica de carbonetos de nióbio e boro e segregações de molibdênio. A precipitação nanométrica pode ser potencializada mediante o incremento da densidade de discordâncias no aço, pois estas atuam como sítios para a nucleação preferencial. Portanto, frações controladas de microconstituintes duros, tais como a bainita, transformando ao longo de ciclos isotérmicos curtos, e auxiliado pela deformação plástica, podem resultar no incremento do efeito do endurecimento secundário. De maneira similar, através do uso de tempos curtos de transformação bainítica, uma maior disponibilidade de nióbio, boro, carbono e molibdênio em solução solida pode ser induzida, potencializando o efeito de endurecimento secundário. Esta proposta tem como objetivo conduzir ciclos de processamento termomecânico cuidadosamente projetados para produzir microestruturas que possam se beneficiar posteriormente do mecanismo de endurecimento secundário ativado por temperatura durante a ocorrência de um incêndio. Técnicas de caraterização avançada como a Tomografia de Sonda Atômica e a Microscopia Eletrônica de Transmissão serão usadas para quantificar a disponibilidade dos elementos de micro liga em solução sólida, assim como o tamanho e distribuição de precipitados nanométricos antes e depois de experimentos de simulação de incêndios.