Efeito do Nb na Produção de Aços com Grãos Ultrafinos Paulo R. Rios Universidade Federal Fluminense Escola de Engenharia Industrial Metalúrgica de Volta Redonda FVA,CNPq, CAPES, FAPERJ II Simpósio Aços São Paulo, 15 de maio de 2007

Jetson L. Ferreira: ‘Avaliação de Mecanismos de Refino de Grão para Obtenção de Granulação Ultrafina em Aços C-Mn e C-Mn-Nb’, M. Sc., UFF, 2005. Apoio USIMINAS. P. R. Rios, I. de S. Bott, D. B. Santos, T. M. F. de Melo and J. L. Ferreira, Effect of Nb on dynamic strain inducedaustenite to ferrite transformation,Materials Science and Technology 2007 vol. 23 p. 417,UFF,PUC-Rio, UFMG, USIMINAS-CPD

Conteúdo Aços de grãos ultrafinos Transformação dinâmica induzida por deformação Objetivo – efeito do Nb Materiais e Métodos Resultados Discussão Conclusões

Aços de grãos ultrafinos 5-10 m para 1-3 m ~+50% no efeito do TG sobre LE FVA - rotas para UF – outras palestras ‘DSIT’ – Dynamically Strain Induced Transformation

DSIT – Transformação dinâmica induzida por deformação Ae3   Diagrama de equilíbrio , ‘0 K/s’ Austenita metaestável + deformação: Recristalização/recuperação dinâmica austenitaferrita ultrafina Ar3  Temperatura de transformação CCT , 10 K/s

DSIT – Alguns Problemas T deformação: 700-800 oC Fração de ferrita DSIT < 100% Crescimento durante resfriamento -DSIT  grão ultrafino TG = -DSIT  -coalesc.  -CCT

Objetivo deste trabalho Possibilidade T deformação >800 oC Aço baixo C: 1010 Investigar o efeito do Nb na Transformação dinâmica induzida por deformação Não foi objetivo deste trabalho otimizar TG final.

Composição química (wt%) Materiais  Composição química (wt%) *Al=0.03, N=0.0065, S<0.03, P <0.02 Aço C Mn Si Nb C-Mn* 0.10 0.50 0.15 - C-Mn-Nb* 0.094 0.034 SAE 1010 0.08-0.13 0.3-0.6 0.15-0.35

Torsão à quente – Gleeble – CPD USIMINAS

Resultados Ae3 - Thermo-Calc - 859C Ar3 - 786 C -10C/s.

C-Mn-Nb C-Mn TG 50-60 m

900 oC – resf. água – Ae3=859 oC C-Mn-Nb C-Mn Não foi possível revelar  austenita não recristalizada C-Mn Contornos de  nítidos austenita recristalizada

austenita recristalizada 850 oC – resf. água –Ae3=859 oC C-Mn Contornos de  nítidos austenita recristalizada C-Mn-Nb DSIT ferrita

800 oC – resf. água –Ae3=859 oC C-Mn DSIT ferrita C-Mn-Nb DSIT ferrita

Resumo dos resultados experimentais Microstructura TG (m, ±10%) T (ºC) C-Mn C-Mn-Nb água 20ºC/s 900  -rex s/ DSIT - 6.4 4.3* 850  -rex c/ DSIT 5.9 2.9 3.3 800 3.8 5.3 2.3 4.3 *Constituintes aciculares. Ar3 786 C (10C/s); Ae3 859C.

Discussão Nb retardou REX da austenita Nb deformação: ferrita  850oC s/ Nb deformação: ferrita  800oC A adição de Nb permitiu que se obtivesse ferrita DSIT mesmo a temperaturas de até 850oC

T alta – menor fração  DSIT Regra da alavanca !   + 800 oC 850 oC

Deformação de  aumenta Ae3 * Energia armazenada devido à deformação   + 912 oC 924 oC +10 J/mol* Ae3 Ae3-  deformada T def. Quanto maior a deformação acumulada maior o ‘super-resfriamento’ de  Este efeito é mais importante próximo de Ae3

Outros problemas T alta – coalescimento mais rápido(?) Ar3 alta – TG transformado em Ar3 maior(?) TG final depende de DSIT do crescimento da ferrita DSIT e do TG da ferrita transformada durante o resfriamento. A fração e o crescimento da ferrita DSIT são críticos.

Conclusões Nb retardou a REX da austenita e permitiu a transformação dinâmica da austenita em ferrita em temperaturas elevadas, 850 oC. Foi possível obter grãos da ordem de 3 m após resfriamento a 20 oC/s no aço ao Nb A idéia de introduzir Nb de modo a aumentar a temperatura de processamento mostrou ser viável. Parece possível otimizar a composição/processamento para se obter uma microestrutura final com grãos entre 2-3 m a partir da austenita deformada a 850 oC.