Cinética de envelhecimento de aços dual phase de baixa resistência mecânica laminados a frio

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-11T12:49:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fabio_dian_murari.pdf: 7183750 bytes, checksum: 7a56b98ad9f61d89f73dd276356cc306 (MD5) Previous issue date: 16A cinética de envelhecimento após deformação em aços Dual Phase laminados a frio da classe de 250/450 MPa de resistência mecânica foi estudada por meio de ensaios de tração. Foram analisados dois aços produzidos em escala piloto, diferenciados pela adição de 0,36% de cromo. Após a etapa de recozimento contínuo, realizada em simulador termomecânico Gleeble modelo 3500, os aços foram pré-deformados de 0,5% em tração e envelhecidos no intervalo de temperatura de 50C a 185C, para tempos variando entre 1 minuto e 4915 minutos. A lei cinética foi determinada através da variação do valor Bake Hardening com o tempo e a temperatura de envelhecimento para a pré-deformação de 0,5% em tração. Os aços estudados apresentaram dois estágios de envelhecimento, o primeiro entre 50C e 125C (para tempos inferiores a 72 minutos para o aço CMn e 211 minutos para o aço CMnCr) e o segundo entre 125C (para tempos superiores a 72 minutos para o aço CMn e 211 minutos para o aço CMnCr) e 185C. As variações no valor Bake Hardening sugerem, para o primeiro estágio de envelhecimento, um processo controlado pelo ancoramento das deslocações na ferrita devido à formação de clusters e/ou carbonetos de transição, como o carboneto , com uma energia de ativação próxima de 70 kJ/mol e obedecendo a uma lei cinética descrita pela equação de Harper com expoente do tempo igual a 0,4. No segundo estágio de envelhecimento, o fenômeno é controlado pelo revenimento da martensita, particularmente a precipitação de carbonetos de transição, carboneto e/ou carboneto . A energia de ativação correspondente a este estágio é de cerca de 120 kJ/mol e sua cinética pode ser descrita pela mesma equação, porém com um expoente do tempo igual a 0,5. No que diz respeito à intensidade do efeito Bake Hardening, os dois aços investigados apresentaram praticamente o mesmo nível de endurecimento no primeiro estágio ( 35 MPa), indicando que, para as condições empregadas, a adição de 0,36% de cromo não resultou em redução significativa do teor de carbono em solução sólida a ponto de promover atraso ou redução dos efeitos de envelhecimento associados à formação de atmosferas de Cottrell e à formação de precipitados de transição na ferrita. Com relação ao segundo estágio, verificou-se que o aço com adição de cromo apresentou valores máximos de Bake Hardening ligeiramente superiores aos do aço base, o que pode estar associado a uma maior quantidade de martensita no segundo constituinte do aço com adição de cromo. Verificou-se, ainda, que os dois aços atenderam ao valor Bake Hardening mínimo especificado pela indústria automobilística (30 MPa) e que o aumento do tempo e da temperatura de tratamento, o que acarretaria redução de produtividade e aumento de custos, não resultou em ganhos expressivos no valor Bake Hardening, não se justificando, portanto, alteração em seus valores para a classe de aços estudada. Por fim, não foram observadas, durante o período de avaliação (seis meses), variações significativas nos valores de limite de escoamento, limite de resistência, alongamento total e deformação de Lüders em função do tempo de envelhecimento natural que pudessem ser associadas ao fenômeno de envelhecimento após deformação, podendo-se concluir, portanto, que os aços estudados são praticamente não envelhecíveis à temperatura ambiente.The kinetics of static strain aging in cold rolled Dual Phase steels of the 250/450 MPa grade of mechanical strength was studied by means of tensile tests. Two Dual Phase steels, with and without a chromium addition of 0.36wt%, were studied in a pilot scale. After the continuous annealing step, carried out in a Gleeble machine model 3500, thespecimens were pre-strained with a tensile strain of 0.5% and then aged in the temperature range from 50°C to 185°C and time intervals ranging from 1 minute to 4915 minutes. The aging kinetics law was determined in terms of changes in the Bake Hardening value with the aging time and temperature for specimens with a tensile pre-strain of 0.5%. The steels studied showed two straing aging stages, the first one between 50°C and 125°C (for times shorter than 72 minutes for the CMn steel and 211 minutes for the CMnCr steel) and the second one between 125°C (for times longer than 72 minutes for the CMn steel and 211 minutes for the CMnCr steel) and 185°C.The changes in the Bake Hardening value suggest, for the first stage, a process controlled by the locking of the dislocations in the ferrite due to the formation of clusters and/or transition carbides, such as the & carbide, with an activation energy close to 70 kJ/mol and following a kinetic law described by the Harper equation with a time exponent of 0.4. In the second stage, the phenomenon is controlled by tempering of martensite, particularly the precipitation of transition carbides, & carbide and/or n carbide. The corresponding activation energy is approximately 120 kJ/mol and the kinetics of this stage can be described by the same equation, however with a timeexpoent of 0.5. Concerning the intensity of the Bake Hardening effect, both steels showed practically the same level of hardening in the first stage (~ 35 MPa), indicating that, for the conditions employed, the addition of 0.36% chromium did not reduce the content of carbon in solid solution significantly enough to delay or reduce the effects of the strain aging associated to the formation of Cottrell atmospheres and transitionprecipitates in the ferrite. Concerning the second stage, the steel with chromium addition showed maximum Bake Hardening values slightly higher than the base steel,which can be associated to a larger amount of martensite in the second constituent of the steel with chromium addition. Both steels showed minimum Bake Hardening values which meet the value specified by the automotive industry (30 MPa). Besides,increasing the treatment time and temperature did not result in an expressive increase in the Bake Hardening value, which suggests that is unnecessary to change these parameters for this class of steels. Finaly, no significant influence of room temperature aging time on the mechanical properties of the investigated steels could be detected,which means that they possess a complete natural non-aging behavior