Efeitos da taxa de aquecimento sobre a cinética de austenitização intercrítica, evolução microestrutural e propriedades mecânicas de um aço C-Mn-Si comercial submetido a um ciclo de Q&P one step.

Silva, Eduardo Antônio Laia da

Efeitos da taxa de aquecimento sobre a cinética de austenitização intercrítica, evolução microestrutural e propriedades mecânicas de um aço C-Mn-Si comercial submetido a um ciclo de Q&P one step.

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Metadados	Descrição	Idioma
Autor(es): dc.contributor	Faria, Geraldo Lúcio de	-
Autor(es): dc.contributor	Magalhães, Charles Henrique Xavier Morais	-
Autor(es): dc.contributor	Porcaro, Rodrigo Rangel	-
Autor(es): dc.contributor	Faria, Geraldo Lúcio de	-
Autor(es): dc.creator	Silva, Eduardo Antônio Laia da	-
Data de aceite: dc.date.accessioned	2025-08-21T15:42:12Z	-
Data de disponibilização: dc.date.available	2025-08-21T15:42:12Z	-
Data de envio: dc.date.issued	2025-06-13	-
Data de envio: dc.date.issued	2024	-
Fonte completa do material: dc.identifier	https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/20278	-
Fonte: dc.identifier.uri	http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1022003	-
Descrição: dc.description	Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.	-
Descrição: dc.description	O desenvolvimento dos aços avançados de elevada resistência mecânica (AHSS) vem sendo fortemente promovido pela indústria automotiva, devido aos benefícios de sua aplicação serem extensivos aos diversos tipos de veículos fabricados atualmente. A primeira geração desses aços tem composição química relativamente simples, enquanto a segunda geração tem altos limites de resistência à tração e alta ductilidade, porém seu custo é elevado devido aos elementos de liga presentes em sua composição e à dificuldade de manufatura. Com isso, pesquisadores têm buscado aplicar diferentes tratamentos térmicos inovadores a aços com composição química similar aos de 1a geração de modo que suas propriedades mecânicas se aproximem, da melhor forma possível, aos aços de 2a geração. Os custos de processamento também precisam ser compatíveis com a 1a geração, de forma a tornar viável o desenvolvimento da 3a geração de aços AHSS. Neste contexto, o tratamento térmico de Têmpera e Partição (Q&P) foi proposto como uma alternativa em potencial e vem sendo desenvolvido desde o início dos anos 2000. Em estudos prévios, pesquisadores determinaram as temperaturas críticas e condições ótimas de austenitização intercrítica (AI) para um tratamento de Q&P aplicado a um aço TRIP780 utilizando uma taxa de aquecimento de 3°C/s, porém não foi verificado se essas condições se estendem a uma taxa maior. A literatura aponta que a taxa de aquecimento é uma variável que pode afetar significativamente a cinética de AI e o refino microestrutural de alguns tipos de aços. No setor automotivo, devido a pequena espessura das chapas utilizadas, aquecimentos indutivos ou resistivos podem ser utilizados com elevadas taxas de aquecimento. Considerando estes aspectos, esse estudo analisou o efeito do aumento deste parâmetro sobre a cinética de AI, evolução microestrutural e propriedades mecânicas de um aço do tipo TRIP780 por meio de ciclos térmicos em dilatometria. Com o aumento da taxa de aquecimento, houve uma aceleração na cinética de AI e refino microestrutural da microestrutura temperada. Isso levou a um ciclo Q&P mais curto que o proposto anteriormente por outros pesquisadores e a maiores valores de microdureza Vickers (HV) para a maior taxa (50°C/s). Valores de HV foram utilizados para proposição de dois bons modelos de previsão de fração de fases para as condições abordadas nesse estudo. Finalmente, considerando as taxas de aquecimento de 3°C/s e 50°C/s, ciclos de Q&P One Step foram executados em corpos de prova de dilatometria que foram microestruturalmente e mecanicamente caracterizados. Ensaios de microdifração de raios-X (μDRX) mostraram que o ciclo Q&P One Step que utilizou a maior taxa aumentou a fração de austenita retida significativamente. Uma adaptação inédita de ensaios de tração miniaturizados foi proposta e utilizada para se medir propriedades mecânicas convencionais em corpos de prova de dilatometria. Esse ensaio não sofre efeitos relativos à inércia térmica e preenche uma importante lacuna no conhecimento em relação à utilização de corpos de prova de dilatometria em ensaios de tração miniaturizados. Para as condições estudadas no presente trabalho, o ciclo que utilizou a maior taxa elevou valores de limite de escoamento (LE) e limite de resistência (LR), sem que houvesse grandes perdas em alongamento total (ALT) e no produto entre resistência mecânica e alongamento (PSE). Isso mostra que a utilização de maiores taxas em um ciclo Q&P One Step seria altamente benéfica e teria grande potencial para melhora das propriedades do aço TRIP780 estudado.	-
Descrição: dc.description	The development of Advanced High-Strength Steels (AHSS) has been strongly promoted by the automotive industry, due to the benefits of their application being extensive to the various types of vehicles manufactured today. The first generation of these steels has a relatively simple chemical composition, while the second generation has high tensile strength limits and high ductility, but their cost is high due to the alloying elements present in their composition and the difficulty of manufacturing. Therefore, researchers have sought to apply different innovative heat treatments to steels with chemical composition like those of the first generation so that their mechanical properties come as close as possible to those of the second-generation steels. Processing costs also need to be compatible with the first generation, to make the development of the third generation of AHSS steels viable. In this context, Quench and Partition (Q&P) heat treatment has been proposed as a potential alternative and has been developed since the early 2000s. In previous studies, researchers determined the critical temperatures and optimal intercritical austenitizing (IA) conditions for a Q&P One Step treatment applied to a TRIP780 steel using a heating rate of 3°C/s, but it was not verified whether these conditions extend to a higher rate. The literature indicates that the heating rate is a variable that can significantly affect the IA kinetics and microstructural refinement of some types of steels. In the automotive sector, due to the small thickness of the sheets used, inductive or resistive heating can be used with high heating rates. Considering these aspects, this study analyzed the effect of increasing this parameter on the IA kinetics, microstructural evolution and mechanical properties of a TRIP780 steel applying thermal cycles by utilization of dilatometry. With an increased heating rate, there was an acceleration in the IA kinetics and microstructural refinement of the quenched microstructure. This led to a shorter Q&P cycle than previously proposed by other researchers and to higher Vickers microhardness (HV) values for the highest rate (50°C/s). HV values were used to propose two good IA phase fraction prediction models for the conditions addressed in this study. Finally, considering heating rates of 3°C/s and 50°C/s, Q&P One Step cycles were performed on dilatometric specimens that were microstructurally and mechanically characterized afterwards. X-ray microdiffraction (μXRD) tests showed that the Q&P One Step cycle that used the highest rate increased the retained austenite fraction significantly. An unprecedented adaptation of a miniaturized tensile test was proposed and used to measure conventional mechanical properties on dilatometric specimens. This test is not affected by thermal inertia and fills an important gap in knowledge regarding the use of dilatometric specimens in miniaturized tensile tests. For the conditions studied in this work, the heating cycle that used the highest rate increased yield strength (YS) and ultimate tensile strength (UTS) values without significant losses in total elongation (TEL) and in the product of mechanical strength and elongation (PSE). This shows that the use of higher rates in a Q&P One Step cycle would be highly beneficial and would have great potential to improve the properties of the TRIP780 steel studied.	-
Formato: dc.format	application/pdf	-
Idioma: dc.language	pt_BR	-
Direitos: dc.rights	aberto	-
Direitos: dc.rights	Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 05/06/2025 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante.	-
Palavras-chave: dc.subject	Aço - tratamento térmico	-
Palavras-chave: dc.subject	Aço de alta resistência	-
Palavras-chave: dc.subject	Metais - propriedades mecânicas	-
Palavras-chave: dc.subject	Aço - fratura	-
Palavras-chave: dc.subject	Austenita	-
Título: dc.title	Efeitos da taxa de aquecimento sobre a cinética de austenitização intercrítica, evolução microestrutural e propriedades mecânicas de um aço C-Mn-Si comercial submetido a um ciclo de Q&P one step.	-
Tipo de arquivo: dc.type	livro digital	-
Aparece nas coleções:	Repositório Institucional - UFOP

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