Influência do tempo de transformação bainítica sobre a microestrutura e as propriedades mecânicas de um aço multifásico

Abstract

Os aços multifásicos, cuja estrutura consiste de ferrita, bainita, martensita e austenita retida, são largamente estudados por aliarem características de resistência e conformabilidade. Estes são obtidos por recozimento intercrítico, seguido de processamento isotérmico na temperatura de transformação bainítica, onde uma parcela da austenita será transformada em bainita. Resistência mecânica e ductilidade superiores podem ser observadas em aços multifásicos, em função do efeito TRIP (trasnformation induced plasticity). Esse mecanismo induz a transformação, por deformação, de parte da austenita retida em martensita. Este trabalho tem como objetivo verificar a influência do tempo de permanência do material em temperaturas de transformação bainítica sobre as propriedades mecânicas e a microestrutura em um aço multifásico com baixo teor de carbono (0,09%). O material foi inicialmente submetido a um recozimento intercrítico, em temperatura de 780° C por 30 minutos, seguido de uma transformação isotérmica, realizada em banho de sal a 350° C, por 12 diferentes tempos de permanência na temperatura, variando de 10 a 3600 segundos. Os resultados finais, obtidos através de análise metalográfica, identificaram e quantificaram as frações volumétricas da ferrita, austenita retida, bainita e martensita presentes na microestrutura do material. Além disso, através de ensaios de tração, foram quantificados os níveis de resistência à tração, do limite de escoamento e do alogamento em função do tempo de permanência na temperatura de transformação isotérmica, otimizando com isso o tratamento térmico na busca de uma melhor relação resistência-tenacidade

The multiphase steels have been widely studied as a high-strength steels that have a good strength-formability relationship. They are composed by ferrite, bainite, martensite and retained austenite in its microstructure and they are processed by intercritical annealing, in temperatures where ferrite and austenite coexists, followed by isothermal processing in bainitic transformation temperature. Improved mechanical strength and ductility can be observed in multiphase steels in function of the TRIP effect (transformation induced plasticity), where retained austenite is transformed in martensite by stress or strain-induced. In this work was studied the influence of the bainitic transformation holding time on the microstructure and the mechanical properties of a low carbon (0,09%) multiphase steel. The material was intercritally annealed at 780°C by 30 minutes, followed by isothermal transformation in salt bath at 350°C, by 12 different times (10s. to 3600s.). The metallographic analysis results allowed qualitative and quantitative measurements of the volume fraction of ferrite, bainite, martensite and retained austenite. Beyond, tensile strength, yield strength and elongation were determined by tensile tests in function of isothermal holding time, optimizing the heat-treatment in order to reach a better toughness-strength relationship