Microdureza de fase sigma em aço inoxidável dúplex SAF 2205

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1 Microdureza de fase sigma em aço inoxidável dúplex SAF 2205
Laboratório de Materiais do Centro Universitário da FEI Microdureza de fase sigma em aço inoxidável dúplex SAF 2205 AUTOR: Luciane Emi Oiye Orientador: Prof.Dr.Rodrigo Magnabosco Objetivos Este trabalho visa definir os mecanismos que governam a formação de fase sigma no aço inoxidável a temperaturas de 700ºC, 750ºC, 800ºC e 900°C durante períodos de até 1032 horas, descrevendo as reações de formação e crescimento da fase sigma e o desenvolvimento das microestruturas. Especificamente, esta etapa do trabalho visa caracterizar a fase sigma formada através da determinação desta nas diferentes condições de formação. Materiais e métodos O material em estudo, de procedência sueca (Sandvik), foi adquirido como chapa laminada a quente de 3 mm de espessura, recebendo posteriormente tratamento térmico de solubilização a 1120ºC por 30 minutos, atingindo dureza de 256 HB. A composição química do material estudado: Elemento Cr Ni Mo Mn Si V N C P S % em peso 22,2 5,7 2,98 1,6 0,44 0,07 0,161 0,016 0,02 0,001 A partir do material solubilizado, foram produzidas quatro séries de amostras através de envelhecimento isotérmico a 700ºC, 750ºC, 800ºC e 900ºC, por tempos de 10 minutos a 1008 horas. Os corpos-de-prova metalográficos foram submetidos a lixamento até 500 mesh, para em seguida serem polidos utilizando pasta de diamante de diâmetros 6 m, 3 m e finalmente 1m. Para a revelação da microestrutura utiliza-se o reativo de Behara modificado, e todas as amostras preparadas metalograficamente são observadas num microscópio LEICA DMLM, identificando as fases presentes. A fim de comprovar a formação de sigma, além de outras possíveis ocorrências microestruturais que possam acarretar a aumento de dureza (como a formação de nitretos de cromo e fase chi) mede-se a dureza das amostras, utilizando microdurômetro modelo HMV-2, fabricado por SHIMADZU. Em cada amostra são efetuadas quarenta medidas, usando escala Vickers com 0,5 kg de carga. Para caracterizar as possíveis diferenças entre a formação de fase sigma em diferentes temperaturas de envelhecimento, o projeto previa a medição da microdureza desta fase, utilizando o mesmo microdurômetro. No entanto a fase sigma apresenta tamanho diminuto, o que dificulta a medição, e portanto tal etapa não será executada. A dureza da fase sigma então será extrapolada a partir da construção de gráficos da dureza em função da fração volumétrica de sigma (medida no trabalho do bolsista Gustavo Henrique Bolognesi Donato). Resultados e discussão Micrografia 1. Amostra solubilizada. Ferrita (escura) e austenita (cinza) Ataque:Behara modificado Micrografia 3. Amostra envelhecida a 900ºC por 8 horas. Ferrita (escura), austenita (cinza) e sigma (sem ataque). Nota-se aumento da fração volumétrica de fase sigma e diminuição da fração volumétrica de ferrita Ataque: Behara modificado Micrografia 2. Amostra envelhecida a 900ºC por 0,67 horas. Ferrita (escura), austenita (cinza) e sigma (sem ataque) Ataque: Behara modificado Micrografia 4. Amostra envelhecida a 900ºC por horas. Austenita (escura) e sigma (sem ataque). Ataque: Behara modificado Figura 1. Evolução da dureza em função da porcentagem de fase sigma no aço SAF2205 a 850°C. Curva tipo exponencial, regida pela equação HV = 237.5e0.0103s Figura Evolução da dureza em função da porcentagem de fase sigma no aço SAF2205 a 900°C. Curva tipo exponencial, regida pela equação HV = e0.009s. Dureza extrapolada da fase sigma considerando um aço apresentando 100% s, a partir das equações indicadas acima: Conclusão Próximas Etapas Efetuar medidas para as amostras submetidas a tratamentos de 800ºC, 750ºC e 700ºC, a fim de se obter respectivos gráficos da evolução da dureza em função da porcentagem de fase sigma, extrapolando a dureza da fase sigma, comparando os valores encontrados aos descritos na literatura, e averiguando a validade da extrapolação aqui conduzida. Até o momento, nota-se uma grande diferença entre os valores obtidos para a dureza extrapolada da fase sigma pela lei exponencial e a dureza encontrada na literatura (940 HV). As diferenças encontradas, contudo, deverão ser analisadas com maior critério. Visto que os valores obtidos para a dureza extrapolada da fase sigma até o momento não equivalem ao valor apresentado na literatura, inclui-se a este item o estudo do motivo desta diferença e que parâmetros de medição de dureza deve-se alterar, para se obter um resultado próximo ao apresentado pela literatura. Agradecimentos: Ao Centro Universitário da FEI pelo patrocínio do projeto e concessão de bolsa de iniciação científica. Ao nosso orientador Prof. Rodrigo Magnabosco pelo apoio e incentivo Aos técnicos do LabMat-FEI