Avaliação dos micromecanismos de fratura de um aço microligado ao Ti e Nb em algumas condições microestruturais

Os aços microligados têm sido usados com freqüência em substituição a aços estruturais convencionais e isso leva à busca de otimização de suas propriedades mecânicas, principalmente da combinação resistência mecânica/tenacidade. Sabe-se que essas duas propriedades estão ligadas aos micromecanismos de fratura atuantes em caso de ruptura, e os objetivos desse trabalho são caracterizar e analisar os micromecanismos de fratura de um aço de baixo carbono microligados com Ti e Nb, em várias condições microestruturas. Para isso o material foi ensaiado nas condições como-fornecido - CF, normalizado a duas temperaturas diferentes (l193K - Nl e 1223K - N2), austemperado a 643K a partir da austenitização intercritica a 1043K - A77 e temperado a partir de duas temperaturas diferentes, a saber, 1043K e 1083K- T81, sendo que para a temperatura de 1043K usou-se duas rotas diferentes: "têmpera de subida"- T77 - o material foi aquecido à temperatura de 1043K a partir da temperatura ambiente e então resfriado; "têmpera de descida"- Td77 - o material foi aquecido à temperatura de 1193K a partir da temperatura ambiente, resfriado até a temperatura de 1043K e então temperado. Foram observadas as superfícies de fratura obtidas nos ensaios de tração, CTOD e impacto Charpy. Nos corpos de prova de tração, notou-se uma tendência à diminuição das dimensões dos "dimples" com o aumento do limite de resistência, principalmente quando passou-se das condições ferritico-perlíticas para as condições ferriticomartensíticas. Todas as superfícies de fratura obtidas nos ensaios de tração têm aspecto completamente alveolar. Nos ensaios de tenacidade à fratura, todas as condições metalúrgicas analisadas apresentaram fratura também completamente alveolar, com exceção da condição T77 que apresentou alguma quantidade de facetas de clivagem. Contrariando as expectativas, os ensaios de impacto Charpy mostraram-se mais sensíveis que os ensaios de tenacidade à fratura, tanto em termos de micromecanismos de fratura quanto nos resultados numéricos obtidos: as superfícies de fratura dos corpos de prova dos ensaios de impacto da condição T77 apresentaram grande quantidade de facetas de clivágem enquanto que as superfícies dos corpos de prova da condição Td77 apresentaram apenas leves indíciosThe microalloyed steels are being utilized for substituting conventional structural steels and it leads to the necessity of improvement of its mechanical properties, mostly the strength/toughness relationship. It is known that these properties are related to the fracture micromechanisms when rupture occurs and this work's purpose is to characterize and analise the fracture micromechanisms of a low carbon Ti/Nb microalloyed steel in some microstructural conditions. The steel was tested in the following conditions: as-received-CF, normalized at two diferent temperatures (1193K-Nl, 1223K-N2), austempered at 643K from intercritical austenitization at 1043K-A77, and quenched from two diferent temperatures that are 1043K and 1083K-T81; for 1043K, two distinct routes were taken: "from room temperature-quench"-T77 - the specimens were heated to 1043K from room temperature and quenched; "from full austenitization-quench"-Td77 - The specimens were heated to 1193K from room temperature, cooled to 1043K and then quenched. The fracture surfaces obtained from the tensile, CTOD and Charpy impact tests were observed. The tensile specimens showed a trend of smaller dimples with raising tensile strength, mostly when shifting from ferriticperlitic structure to ferritic-martensitic structure. AlI the CTOD fracture surfaces were also completely dimpled with the T77 condition being the only exception, showing a few clivage facets. Against the expectations, the Charpy impact tests were more sensitive than CTOD tests not only when analizing the fracture micromechanisms but also when analizing numeric results: the T77 Charpy impact test fracture surfaces showed a remarkable number of clivage facets while the Td77 fracture surfaces showed only slight evidenc