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Previous issue date: 2015-07-22 === Não recebi financiamento === Boron steel has excellent hardenability due to the addition of small quantities of
boron. Boron atoms reduces the nucleation rate of ferrite and bainite [1]. It is
known that austenitizing temperature and time and cooling rate are the main
factors responsible for hardenability loss on boron steel. The austenitizing
temperature relates to the boroncarbide precipitation that happens during the
heat treatment. The boroncarbide precipitation is related to the austenitization
temperature during heat treatment. The austenitization time defines the grain
size condition that during cooling may or not transform into martensite which is
decisive to the final properties. This study was conducted to simulate different
grain sizes for a given boron steel (50B35), keeping the austenitizing
temperature and the cooling rate constant, so that the only variable was the
grain size. Therefore, the objective of this study was to understand the grain
size effect on boron steel by keeping or not the hardenability effect and
characterize the non-martensitic phases like ferrite and bainite and its
consequences on the mechanical properties. It was observed fully martensitic
structure for finer grain size (ASTM N.5), loss of hardenability characterized by
the presence of bainite, for intermediate grain size (ASTM N.4) and
hardenability recovery, by increasing the martensite percentage for bigger
grains size (ASTM N.3). To conclude, there is a limit for the boron atom to lead
the hardenability effect, from a given grain size the effect of hardenability is
driven by the grain size itself, like in a normal carbon steel. There was loss on
the ductility when increasing the austenitic grain size. For intermediate grain
size both yield and tensile strength were reduced and it can be associated to
the presence of bainite. For bigger grain size, both yield and tensile strength
were recovered to levels near those observed at that for smaller grain size but
without recovering ductility. === A principal característica dos aços ao boro é a excelente temperabilidade com
a adição de pequenos percentuais de boro. O boro diminui a taxa de nucleação
da ferrita e bainita [1]. A temperatura e tempo de austenitização e a taxa de
resfriamento são os principais fatores que influenciam a perda de
temperabilidade do boro nos aços. A temperatura de austenitização está
associada à precipitação de borocarbetos durante o tratamento térmico. Já o
tempo de austenitização define a condição de tamanho de grão da austenita
que, durante o resfriamento, se transformará, ou não, em martensita sendo
portanto decisivo para as propriedades finais do material. O objetivo desse
estudo foi simular diferentes tamanhos de grão austenítico para determinado
aço ao boro (50B35), mantendo constante a temperatura de austenitização e a
taxa de resfriamento, de modo que a única variável fosse o tamanho de grão
austenítico. Observou-se, para grãos finos (ASTM N.5), o aparecimento de
martensítica; para tamanhos de grãos intermediários (ASTM N.4), notou-se
aparecimento de bainita, caracterizando perda de temperabilidade e para
tamanhos de grãos maiores (ASTM N.3), reabilitação da temperabilidade,
aumentando o percentual de martensita formada. Os resultados mostraram que
há um limite de tamanho de grão austenítico para o qual o boro é efetivo na
manutenção da temperabilidade; a partir de certo tamanho de grão, o efeito da
temperabilidade é influenciado pelo tamanho de grão do material, efeito
observado nos aços convencionais. Houve perda de ductilidade com o
aumento do tamanho de grão austenítico. Para o tamanho de grão
intermediário houve perda de tensão de escoamento e de limite de ruptura,
efeito esse associado à presença de bainita. Porém para os tamanhos mais
grosseiros houve reabilitação tanto da tensão de escoamento quando de
ruptura, chegando a níveis próximos daqueles observados na condição de
grãos finos, porém com perda da ductilidade.
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