Estudo da evolução microestrutural e das propriedades mecânicas do aço inoxidável duplex UNS S32304 durante o recozimento final

Abstract

RESUMO: A evolução da microestrutura e textura cristalográfica e a influencia desta evolução nas propriedades mecânicas foi estudada para o aço UNS S32304 durante o processo de recozimento final. Amostras do aço na condição como-recebido foram laminadas a frio em laboratório com reduções na espessura de 30% e 62% e recozidas conforme as condições adotadas no processo industrial. Interrupções foram realizadas no ciclo completo em 900°C, 950°C, 1000°C e 1050°C. No recozimento, o processo de recuperação predomina na ferrita, por outro lado, a recristalização é observada na austenita. A nucleação dos grãos na ferrita e austenita durante o processo de recozimento acontece nos contornos de fase e contornos de grão de alto ângulo. As lamelas de austenita atuam como barreiras e impedem que os grãos recuperados ou deformados com orientações pertencentes à fibra α sejam consumidos por grãos recristalizados da fibra γ na ferrita. Consequentemente, a recristalização e o desenvolvimento completo da fibra γ não acontecem para esta fase. O aumento da redução a frio não provocou mudanças significativas na textura cristalográfica e aumento da fração de grãos com baixo espalhamento de orientação intragranular (GOS) na ferrita. Após a recristalização, a textura da fase austenítica apresentou componentes típicas de deformação. Análise da textura dos grãos com GOS < 1° mostrou que os núcleos formados na austenita durante a recristalização apresentam orientação aleatória, Goss {011}<100>, Latão {011}<211> e Cobre {112}<111>. Menor temperatura para o início da recristalização da austenita foi observada com o aumento da porcentagem de redução, entretanto, a textura cristalográfica não foi significativamente influenciada. Para as propriedades mecânicas, a recristalização da austenita apresentou maior influência no limite de escoamento. O aumento da resistência mecânica e diminuição da ductilidade acontecem principalmente devido à menor espessura das lamelas e menor tamanho de grão das fases.

ABSTRACT: The evolution of microstructure and crystallographic texture and the influence of these evolutions in the mechanical properties was investigated for steel UNS S32304 during the final annealing process. The steel specimens in as-received condition were cold rolled in the laboratory with a 30% and 62% thickness reductions and annealed according to the industrial process conditions adopted. Interruptions were performed in the complete cycle at 900°C, 950°C, 1000°C and 1050°C. In annealing, the recovery process in the ferrite phase predominates, on the other hand, the recrystallization is observed in austenite phase. The ferrite and austenite grain nucleation during annealing process occurs at phase boundaries and high angle grain boundaries. The austenite lamellae act as barriers and prevent the recovered or deformed grains with α-fiber orientations are consumed by recrystallized grains with γ-fiber in the ferrite. Accordingly, the recrystallization and γ-fiber full development doesn’t occur in ferrite phase. The increase in cold reduction did not induce significant changes in crystallographic texture and increase in grain fraction with low grain orientation spread (GOS) in ferrite phase. After recrystallization, the texture of the austenitic phase showed typical deformation components. Texture grain analysis with GOS < 1° showed that the nuclei formed in the austenite phase during recrystallization have random orientation, Goss {011} <100>, Brass {011} <211> and Copper {112} <111>. Lower temperature for the austenite onset of recrystallization was observed with increasing reduction percentage; however, the crystallographic texture was not significantly influenced. For mechanical properties, the austenite recrystallization showed greater influence on the yield strength. The increase in strength and decrease in ductility is due mainly to lower lamellae thickness and smaller grain size of the phases.