Influência do tempo de residência no forno de reaquecimento de placas do laminador de tiras a quente na precipitação de nitreto de titânio (TiN) e na microestrutura e resistência mecânica de um aço bifásico da classe 800 MPa galvanizado por imersão

Abstract

RESUMO: A influência da composição química e processo de recozimento dos aços bifásicos laminados a frio e galvanizados na microestrutura e propriedades mecânicas resultantes tem sido extensivamente estudadas, porém poucos trabalhos são focados na influência dos parâmetros de processos anteriores ao tratamento térmico de recozimento. O presente trabalho avaliou a influência do tempo de residência no forno de reaquecimento de placas do laminador de tiras a quente em um aço bifásico da classe 800 MPa microligado ao Ti e galvanizado por imersão, no qual constatou-se queda da tensão limite de resistência no produto final, fato confirmado através da avaliação estatística de 538 bobinas produzidas industrialmente. As avaliações foram realizadas tomando-se como referência tempos de residência no forno de 190 e 270 minutos, através da simulação do processo de reaquecimento de placas a 1235°C, laminação a quente e recozimento contínuo industrial e simulação de recozimento nas temperaturas intercríticas de 775, 795 e 815°C. As caracterizações quantitativa e qualitativa dos precipitados foram executadas via método de plasma acoplado indutivamente (ICP) e microscópio eletrônico de transmissão (MET) respectivamente. Também foram avaliados o tamanho de grão austenítico, a microestrutura resultante e as propriedades mecânicas de tração. Os resultados indicaram a ocorrência de crescimento competitivo dos precipitados de nitreto de titânio (TiN) através da sua dissolução parcial dentro do forno de reaquecimento e posterior precipitação durante o processo de laminação a quente, alterando o tamanho médio e a variação do tamanho destes precipitados, afetando significativamente a tensão limite de resistência através do mecanismo de endurecimento por precipitação na ferrita. Conforme a literatura afirma, constatou-se através de ensaios de microdureza na ferrita que os precipitados maiores que 50nm, com maior incidência para tempo de forno de 270 minutos, não são efetivos para aumento da resistência do aço. Os resultados também mostraram que a variação no tamanho dos precipitados não foi significativa para alterar o tamanho de grao austenítico na laminação a quente e, consequentemente, não houve variação microestrutural apos laminação a frio e recozimento contínuo para os tempos de forno estudados.

ABSTRACT: The influence of chemical composition and annealing treatment of cold rolled dual phase steels on the microstructure and resulting mechanical properties has been studied extensively. Despite extensive research, very little work has been carried out regarding the influence of process conditions prior to annealing. This study concerns the effects of hot mill furnace residence time on mechanical properties of a hot dip galvanized dual phase steel grade 800 MPa microalloyed with Ti, which was showing a decrease in tensile strength, a fact confirmed by statistical evaluation of 538 coils produced industrially. The evaluations were performed using as reference residence time in the furnace of 190 and 270 minutes, by simulating the process of reheating plates to 1235°C, industrial hot rolling and continuous annealing and annealing simulation at intercritical temperatures of 775, 795 and 815°C. The quantitative and qualitative characterizations of precipitates were performed by inductively coupled plasma method (ICP) and transmission electron microscope (TEM) respectively. Were also evaluated the austenite grain size, the microstructure and tensile mechanical properties. The results indicated the occurrence of coarsening of titanium nitride precipitates (TiN) through its partial dissolution in the reheating furnace and subsequent precipitation during hot rolling, which changes the mean size and size variation of these precipitates, affecting strongly the tensile strength through precipitation hardening mechanism in the ferrite. As the literature states, it was found through microhardness tests in the ferrite that precipitates larger then 50nm, with the highest incidence on 270 minutes furnace time, are not effective in increasing the strength of steel. The results also showed that variation in the size of the precipitates did not change significantly the austenite grain size in the hot rolling, and therefore no variation microstructure after cold rolling and continuous annealing furnace for the times studied were identified.