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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.97.2010.tde-20082013-145844
Documento
Autor
Nome completo
Rodrigo Pinto de Siqueira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Lorena, 2010
Orientador
Banca examinadora
Sandim, Hugo Ricardo Zschommler (Presidente)
Barboza, Miguel Justino Ribeiro
Lima, Nelson Batista de
Nunes, Carlos Angelo
Oliveira, Tarcisio Reis de
Título em português
Efeitos de orientação na recristalização do aço inoxidável ferrítico AISI 430 com grãos grosseiros e estabilizado ao nióbio
Palavras-chave em português
Efeitos de orientação
Encruamento
Grãos grosseiros
PSN
Recristalização
Textura
Resumo em português
O encruamento e a recristalização do aço inoxidável ferrítico AISI 430 com adição de nióbio e microestrutura formada por grãos grosseiros foram investigados. Os aços inoxidáveis ferríticos podem ser utilizados na indústria automotiva, por exemplo, nas partes mais quentes do sistema de exaustão de gases. Neste trabalho, três composições distintas foram investigadas, variando-se as quantidades de nióbio e de intersticiais (carbono e nitrogênio). Com o objetivo de se obter uma microestrutura formada por grãos grosseiros útil para o estudo dos efeitos de orientação, amostras dos aços laminado a quente foram recozidas a 1250?C por 2 h. Após recozimento, o tamanho de grão foi medido usando o método padrão dos interceptos lineares. Para o estudo do encruamento, as placas foram laminadas a frio entre reduções de 20% e 80%. As amostras com 80% de redução foram recozidas em temperaturas variando entre 400 e 1000?C por 15 min para o estudo da recristalização. As curvas de encruamento e de amolecimento isócrono foram realizadas mediante a determinação da variação da microdureza Vickers. A caracterização microestrutural das amostras foi realizada com o auxílio das microscopias ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV) no modo de elétrons retroespalhados (BSE). A macrotextura foi determinada com o auxílio da difração de raios X (DRX). A microtextura foi determinada mediante o mapeamento de amostras representativas via difração de elétrons retroespalhados (EBSD). Os precipitados presentes na matriz ferrítica dos aços laminados a quente (FSS-B) foram extraídos utilizando duas rotas distintas: eletrolítica e química. A natureza cristalográfica dos precipitados foi determinada via DRX e a morfologia foi observada com o auxílio da MEV. As microestruturas recuperadas na condição inicial consistem de grãos alongados na DL e por partículas de Nb(C,N). A textura é caracterizada por componentes típicas de laminação no centro e de cisalhamento na superfície devido às grandes reduções por passe. Após recozimento, as macrografias revelaram que os aços FSS-A e FSS-B apresentam tamanho de grão similar, enquanto que o aço FSS-C apresentou tamanho de grãos menor. Os resultados de textura apresentaram as componentes CH (centro), Goss e Brass (superfície). A laminação a frio ocorreu de forma homogênea para as reduções inferiores a 50%. A partir desta redução, regiões bandeadas surgem na microestrutura. Notou-se que existe uma relação de orientação entre os grãos originais e as regiões bandeadas de modo que volumes regulares do grão giram na DT. Esta relação também foi observada nas regiões ao redor das partículas de Nb(C,N). A textura de laminação a frio é constituída pelas fibras ? e ?. A recristalização dos aços investigados ocorre em temperaturas entre 650 e 850ºC. A partir da microtextura, não foram observadas componentes de textura associadas ao mecanismo PSN. O aço FSS-R apresentou componentes pertencentes à fibra ?, enquanto que os aços FSS-A, FSS-B e FSS-C apresentaram além da fibra ?, componentes CH e fibra η. O recozimento em temperaturas elevadas promove o crescimento de grão e a conseqüente formação das componentes CH e fibra η.
Título em inglês
Orientation effects on recrystallization of coarse-grained Nb-bearing 430 ferritic stainless steels
Palavras-chave em inglês
Coarse Grain
Orientation effects
PSN.
Recrystallization
Texture
Work hardening
Resumo em inglês
Work hardening and recrystallization behaviors of coarse-grained Nb-containing AISI 430 ferritic stainless steels were investigated. Ferritic stainless steels can be used in automotive industry in hot parts of the gas exhaust system. In this work, three different compositions were investigated varying niobium and interstitial contents (carbon and nitrogen). Aiming to obtain a useful coarse-grained microstructure for the study of orientation effects, hot-rolled samples were annealed at 1250°C for 2 h. After annealing, grain size was determined using a standard linear intercept method. Samples were cold rolled to reductions varying from 20% up to 80%. Samples after 80% cold rolling were annealed at temperatures ranging from 400°C up to 1000°C for 15 min to investigate their recrystallization behavior. Vickers microhardness testing was performed to follow hardening and softening behaviors in the samples. Microstructural characterization of the samples was performed using both light optical and scanning electron (SEM) microscopies in the backscattered electron mode (BSE). The macrotexture was determined by X-ray diffraction. Electron backscatter diffraction (EBSD) measurements were carried out in representative samples to determine microtexture. Precipitates in hot-rolled samples (FSS-B) were both electrolytically and chemically extracted. The crystallography of precipitates was determined by X-ray diffraction and their morphology was observed using SEM. The microstructures in hot-rolled condition consist of elongated recovered grains and dispersed Nb(C,N) particles. Texture is characterized by typical rolling components in the center layer, whereas shear components appear in the surface layers. After annealing, FSS-A and FSS-B steels displayed similar grain size, whereas FSS-C displayed a finer one. The results of macrotexture show CH in the center layer and both Goss and Brass components at the surface layer. The microstructure of samples cold rolled up to reductions below 50% do not display banding. Above 50% reduction, deformation heterogeneities (bands) appear in the microstructure. The banded regions and those around coarse particles tend to rotate in TD. Cold-rolling texture displays both ? and ? fiber components. Recrystallization takes place in temperature between 650 and 850ºC. Texture due to PSN mechanism was not observed. The FSS-C steel displayed only components belonging to ? fiber, whereas FSS-A, FSS-B e FSS-C steels displayed besides ? fiber, components CH and those belonging to η fiber. Grain-growth annealing at high temperature contributes to increase CH and η fiber components.
 
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EMT10001.pdf (26.07 Mbytes)
Data de Publicação
2013-08-20
 
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