Caracterização mecânica e microestrutural de um aço 300M com microestrutura multifásica

Abstract

Os aços multifásicos são de grande interesse comercial e têm atraído a atenção, principalmente, da indústria automobilística devido a combinação de alta resistência e ductilidade. A fase austenita retida, presente nestes aços, tem sido objeto de especial interesse devido ao efeito TRIP, que contribui para a melhoria da tenacidade. Neste trabalho é utilizado o aço aeronáutico 300M e, com o objetivo de estudar a influência das fases sobre as propriedades mecânicas são realizadas as seguintes etapas: a otimização de rotas de tratamentos térmicos para a obtenção de uma microestrutura multifásica; caracterização microestrutural por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica e avaliação do envelhecimento de deformação à temperatura ambiente. A principal contribuição é a determinação da fração volumétrica da austenita retida por meio de medidas de saturação magnética através de curvas de histerese magnética. As frações volumétricas de austenita retida obtidas por medidas de magnetização são comparadas com as obtidas por difratometria de raios X e microscopia óptica após ataques químicos de metabissulfito de sódio. Os resultados obtidos por microscopia óptica e pelo método magnético apresentam boa concordância com os valores encontrados na literatura. A alteração microestrutural devido aos tratamentos térmicos aplicados permite melhorias no limite de escoamento e resistência. Analisa-se, ainda, o efeito do envelhecimento por deformação à temperatura ambiente. Os resultados são surpreendentes, ocorrendo um aumento no limite de escoamento em até 87%, devido à associação do envelhecimento por deformação com o efeito TRIP.

The multiphase steels are of great commercial interest and have attracted attention mainly of the automobile industry due to the combination of their high strength and ductility. The retained austenite phase present in these steels has been object of special interest due to TRIP effect contribution for the improvement of the toughness. In this work the influence of the phases of the aircraft 300M steel is carried out by the optimization of heat treatments routes to obtain multiphase microstructure. Microestructural characterization is evaluated by optical microscopy, scanning electronic microscopy, atomic force microscopy and analysis of the deformation ageing at room temperature. The main contribution is the determination of retained austenite volume fractions from magnetic hysteresis curves. These values are compared with x-ray diffraction data and optical microscopy after sodium metabisulfite etching, presenting good agreement with the literature. The microstructural alterations due the applied heat treatments also affect the yield strength and strength. The association of the deformation ageing and the TRIP effect resulted in a surprising increase of up to 87% in the yield strength.