Estudo das propriedades mecânicas do aço ao boro 50B35 com diferentes tamanhos de grãos

• Main Author: Santos, Ricardo Jonatas Cerutti
• Other Authors: Bolfarini, Claudemiro
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de São Carlos 2016
• Subjects: Tratamento térmicos; Aços ao boro; Tamanho de grão; Propriedades mecânicas; Temperabilidade; ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA
• Online Access: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/7987

Submitted by Izabel Franco ([e-mail]) on 2016-10-04T20:45:12Z No. of bitstreams: 1 DissRJCS.pdf: 5091629 bytes, checksum: 8fddeebbe2a4dcfc48b890ec734001f0 (MD5) === Approved for entry into archive by Marina Freitas ([e-mail]) on 2016-10-20T18:16:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRJCS.pdf: 5091629 bytes, checksum: 8fddeebbe2a4dcfc48b890ec734001f0 (MD5) === Approved for entry into archive by Marina Freitas ([e-mail]) on 2016-10-20T18:16:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRJCS.pdf: 5091629 bytes, checksum: 8fddeebbe2a4dcfc48b890ec734001f0 (MD5) === Made available in DSpace on 2016-10-20T18:16:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRJCS.pdf: 5091629 bytes, checksum: 8fddeebbe2a4dcfc48b890ec734001f0 (MD5) 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.