Efeito dos parâmetros termomecânicos na formação da ferrita induzida por deformação em um aço AISI 1020

Abstract

RESUMO: A transformação de fase de austenita em ferrita é um processo importante para o controle microestrutural dos aços, bem como para obter grãos de ferrita mais finos e aprimorar a resistência e tenacidade. Muitas técnicas inovadoras foram desenvolvidas para obter o ultrarefino dos grãos de ferrita, entre elas, as técnicas avançadas de TMCP (Thermomechanical Controlled Process), na qual destaca-se a transformação da ferrita induzida por deformação DIFT (Deformation Induced Ferrite Transformation). Dessa forma, o presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito dos parâmetros termomecânicos no DIFT em um aço de baixo carbono (AISI 1020) utilizando o ensaio de torção a quente. Para avaliar o efeito da temperatura de deformação, as amostras foram deformadas em uma faixa de temperatura de 855 - 580°C. Deformações de 0,8, 1,5 e 2,0 foram estudadas. Avaliou-se a influência da taxa de deformação aplicando os valores de 0,3s^(-1), 0,6s^(-1) e 0,9s^(-1). O método da derivada dupla foi aplicado na determinação das deformações críticas do DIFT e DRX (Recristalização Dinâmica). Com base nos resultados observa-se que a fração volumétrica da ferrita DIFT foi crescente para a redução da temperatura de deformação. Os grãos de ferrita apresentaram uma microestrutura de deformação, evidenciando a transformação do DIFT em temperaturas superiores a A_e3. O tempo de deformação influenciou na cinética do processo DIFT, ao passo que taxas de deformações maiores restringiu o crescimento dos grãos, preservando os grãos ultrafinos (~3μm). A deformação aplicada aumentou os potenciais sítios de nucleação, sugere-se que a partir de 1,5 a nucleação da ferrita DIFT ocorra, principalmente, nos defeitos intragranulares. Desde que a ordem do polinômio seja superior a 7, mostra-se dois pontos mínimos de inflexão no método da derivada dupla. Para a faixa de temperatura experimental adotada, a deformação crítica do DIFT foi inferior a deformação crítica do DRX.

ABSTRACT: The phase transformation of austenite into ferrite is an important process for the microstructural control of steels, as well as for obtaining finer ferrite grains and improving strength and toughness. Many innovative techniques have been developed to obtain the ultra-refining of ferrite grains, among them, the advanced techniques of TMCP (Thermomechanical Controlled Process), in which Deformation Induced Ferrite Transformation (DIFT). Thus, the present work aimed to evaluate the effect of thermomechanical parameters on DIFT ferrite in a low carbon plain steel (AISI 1020) using the hot torsion test. To evaluate the effect of deformation temperature, samples were deformed in a temperature range of 855 - 580°C. Strain of 0.8, 1.5 and 2.0 were studied. The influence of the strain rate was evaluated by applying the values of 0.3s^(-1), 0.6s^(-1) and 0.9s^(-1). The double derivative method was applied to determine the critical strains of DIFT and DRX (Dynamic Recrystallization). Based on the results, it is observed that the volumetric fraction of the DIFT ferrite increased in order to reduce the deformation temperature. The ferrite grains showed a deformation microstructure, evidencing the transformation of DIFT ferrite at temperatures above A_e3. The strain time influenced the kinetics of DIFT ferrite, while higher strain rates restricted grain growth, preserving the ultrafine grains (~ 3μm). The applied deformation increased the potential nucleation sites, it is suggested that from 1.5 onwards, the nucleation of DIFT ferrite occurs mainly in intragranular defects. As long as the order of the polynomial is greater than 7, two minimum inflection points are shown in the double derivative method. For the experimental temperature range adopted, the critical strain of the DIFT was lower than the critical strain of the DRX.