Recozimento e encruamento de aço alta resistência e baixa liga com Nióbio (ARBL)

Materiais e Métodos

Conclusões

AgradecimentosÀ empresa Mangels, Divisão Aços e ao Centro Universitário da FEI por todo o apoio oferecido

Objetivo

Recozer uma aço ARBL, deformar por laminação com diferentes graus de encruamento e determinar as propriedades mecânicas.

Inicialmente amostras encruadas ( 56% de deformação a frio) (Orig) do aço ARBL com 2,20 mm de espessura e 22,5 HRC foram recozidas em forno tubular, a 650°C por 1 (uma) (RZ1h) e 8 (oito) horas (RZ8h). Amostras recozidas por oito (8) horas foram encruadas por laminação à temperatura ambiente com 10% de redução em cada passe de laminação até deformação total de 70%. Microscopias óticas de secções longitunais a direção de laminação para amostras recozida e encruadas, ataque:nital.Determinação de propriedades mecânicas: dureza, limite de escoamento, limite de resistência e alongamento. A medição de dureza foi realizada em Vickers na superfície da amostra com carga de 50 kgf. Os corpos de prova para ensaio de tração foram usinados segundo a norma ASTM A370 e ensaiados segundo ASTM E8. Ensaio de tração foi realizado numa máquina MTS comvelocidade de ensaio é 0,8mm/min até o limite de escoamento e 4,5mm/min até o limite de resistência e extensometro colocado no centro do corpo de prova para medir o alongamento durante o ensaio, tem comprimento inicial de 50mm.

Resultados e discussão

www.mangels.com.br

Setor de Pesquisa & DesenvolvimentoDivisão Aços

www.fei.edu.br

Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais

Thais Cristina Ramos Paiva (1); Luis Fernando Maffeis Martins (2); Francisco Ambrozio filho (3)

(1) thaiscrp@hotmail.com(2) l.martins@mangels.com.br(3) franambr@fei.edu.br

Aço alta resistência baixa liga ligado com nióbio de especificação NBR 6656 LNE-38 MOD, cuja análise química (% em amssa) é:

C Mn P S Si Cu Ni0,083 1,002 0,014 0,005 0,061 0,011 0,009Cr Mo Sn Al N Nb V0,015 0,004 0,013 0,032 0,0047 0,036 0,004 e restante Fe

Durezas Vickers

 

Amostra (HV)Orig 251

RZ 1h 153RZ 8h 13710% 16620% 18330% 20540% 21150% 22760% 23370% 239

Dureza(HV) x Encruamento

100

125

150

175

200

225

250

275

Encruamento

Du

reza

(50

HV

)

RZ 8h

RZ 1h

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

Orig

O recozimento de 1 h já reduziu bastante a dureza do material original, mostrando que a recristalização já deve ter praticamente ocorrida após este tempo. Após 8 horas de recozimento a dureza é ainda menor, provavelmente devido ao crescimento de grão.

O encruamento do material resulta em endurecimento do aço.

A dureza da amostra original tem dureza de 251 HV e encruamento de 56%, enquanto a amostra encruada 70% tem dureza de 239 HV. Estas diferenças ocorreram porque as laminações foram realizadas em condições diferentes.

Amostras

LR(MPa)

LE(MPa)

%Alongamento

      Lo=50

Rz 8h 466 385 31,82

10% 512 497 14,86

20% 589 574 6,54

30% 632 614 4,68

40% 675 654 3,74

50% 728 712 3,9

60% 769 749 3,06

70% 811 796 2,92

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 50 100

Porcentagem de encruamento

Mp

a0

5

10

15

20

25

30

35

Po

rcen

tag

em d

e al

on

gam

ento

Limite deresistência

Limite deescoamentoAlongamento

Ensaios de tração

Considerando a equação = K.n, a variação de LE () para encruamento e deformação (), os valores de K e n da regressão linear para esta equação são 1,15 e 0,31 respectivamente, com coeficiente R2 de correlação de 0,99.

A norma NBR 6656 LNE-38 MOD: Limite de escoamento-LE (MPa)- de 380 a 540, Limite de resistência-LR (MPa)- de 460 a 620, Alongamento mínimo-A (%)- 19. Os valores para as condições de recozimento e até com 10% de encruamento estão próximos destes limites. Microestruturas

Recozida 8h, objetiva 20X Encruada 30%, objetiva 20X

Encruada 50%,,objetiva 20X Encruada 70%, objetiva 20X

O recozimento realizado a 650°C praticamente se completa após uma hora (153HV), mas a dureza descesceu para oito horas (137HV)Os menores valores de propriedades mecânicas para a liga recozida foram: Limite de escoamento-LE (MPa)- 385, Limite de resistência-LR (MPa)- 466Alongamento-A (%)- 32Os maiores valores de propriedades mecânicas para a liga encruada a 70% de redução de espessura foram: Limite de escoamento-LE (MPa)- 796Limite de resistência-LR (MPa)- 811, Alongamento-A (%)- 4,5

(1) Unifei; (2) Mangels; (3) Unifei