Influência da deformação a morno e recozimento na evolução microestrutural, microtextura e comportamento mecânico de um aço inoxidável duplex UNS S32205

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorPor conta de sua combinação de propriedades favoráveis advindas da presença de fases ferrítica e austenítica, os aços inoxidáveis duplex têm ampliado sua aplicação nos diversos setores da indústria. Entretanto, pouco se tem conhecimento acerca das transformações de fases envolvidas durante a deformação e seus efeitos no comportamento mecânico do material, principalmente quando processado em temperaturas bem inferiores daquelas usualmente empregadas durante o trabalho a quente. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo investigar a evolução microestrutural e da textura cristalográfica e as propriedades mecânicas desenvolvidas em um aço inoxidável duplex UNS S32205 laminado a morno e recozido, com 60% e 80% de redução em espessura. Para tal, utilizou-se as técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão e difração de elétrons retroespalhados. A avaliação da microestrutura, após deformação a morno e recozimento, revelou, entre a amostra 60% LMR e a 80% LMR, uma transição da estrutura do tipo bambu para um aspecto mais globular dos grãos. Também se verificou, com o aumento da redução em espessura do material, que a fase ferrítica apresentou um enfraquecimento da fibra α (//RD) e o desenvolvimento da fibra γ (//ND). Para a austenita, foi observado um enfraquecimento da componente Latão {110} e um aumento da intensidade das componentes Goss {110} e Cu {112}. As propriedades mecânicas foram avaliadas por meio de ensaios de tração e microdureza Vickers, obtendo um valor médio de limite de resistência de 794 MPa e microdureza de 255 HV entre as condições avaliadas. Ensaios realizados após o ensaio de tração mostraram um aumento da microdureza próximo às regiões de fratura, o que, de acordo com resultados obtidos via MET, estaria associado a formação de martensita induzida por deformação, a qual apresentou uma relação de orientação Nishiyama-Wassermann (N-W) {111}γ//{110}α γ//α com a matriz austenítica. Ainda, foi observado em regiões afastadas da estricção a formação de martensita ε como fase precursora de α, detendo a relação de Shoji-Nishiyama (S-N) γ//ε com a fase γ. Avaliações das curvas de fluxo revelaram estágios bem definidos envolvidos no processo de encruamento do aço, elucidando os mecanismos de deformação secundários atuantes durante a deformação plástica.Due to the good combination of properties resulted from the presence of ferritic and austenitic phases, duplex stainless steels have been increasing their application on several industries sectors. However, there is a significant lack of knowledge on the phase transformations that occur during deformation and their effect on the mechanical behavior of the material, especially when they are processed in temperatures lower than the usual applied during hot working. In this context, the aim of this work was to investigate the microstructural and the texture evolution and the mechanical properties developed in a warm rolled and annealed UNS S32205 duplex stainless steel, with 60% and 80% thickness reduction. To do this, optical, scanning and transmission electron microscopy, and electron backscatter diffraction were used as main techniques. The microstructure evaluation revealed, after warm rolling and annealing processes, a transition of bamboo type into a pearl structure from the 60% WRA sample to the 80% WRA. Moreover, the ferrite phase presented a weakening of α-fiber, (//RD), and a development of γ-fiber, (//ND), as the level of thickness reduction increased. For the austenite, it was noted a weakening of {110} Brass component and an increase in intensity of {110} Goss and {112} Copper components. The mechanical properties were assessed through tensile tests and Vickers microhardness, obtaining a tensile strength average of 794 MPa and microhardness of 255 HV between the analyzed conditions. Post deformation tests demonstrated an increase of microhardness towards the fractured regions, which according to TEM results was associated with the formation of deformation induced martensite. The orientation relationship developed between and ’-martensite was the {111}γ//{110}α γ//α Nishiyama–Wassermann (N-W). It was also noticed, at regions distant from fracture, the formation of ε-martensite, consider as a precursor for α’, in a Shoji-Nishiyama (S-N) γ//ε orientation relationship with γ phase. Multi-stage work hardening behavior was observed through Hollomon and Jaoul-Crussard analysis, which confirmed the presence of secondary deformation mechanisms during the plastic deformation of the steel