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Tipo: Dissertação
Título: Estudo sobre as morfologias da martensita formada em aços 9Ni
Título em inglês: Study on the morphologies of martensite formed in 9Ni steels
Autor(es): Gondim Júnior, José Flávio Pereira
Orientador: Silva, Cleiton Carvalho
Palavras-chave: Aço de baixo carbono;Metais - Propriedades mecânicas;Aço - Tratamento térmico
Data do documento: 30-Mar-2021
Citação: GONDIM JÚNIOR, J. F. P. Estudo sobre as morfologias da martensita formada em aços 9Ni. 2021. 131 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Materiais, Fortaleza, 2021.
Resumo: O presente trabalho teve por objetivo a avalição das propriedades mecânicas do aço baixo carbono com 9% de níquel, comumente chamada de aço 9Ni, e estabelecer uma correlação com as alterações microestruturais observadas após o tratamento térmico de têmpera em diferentes condições. Este material é tradicionalmente tratado termicamente por têmpera e revenido, em temperaturas que variam de 570oC à 620oC. Foram efetuados tratamentos térmicos em forno em quatro condições diferentes, com o intuito de avaliar a microestrutura do aço, em especial a formação da ripa grosseira de martensita, bem como correlacionar a influência deste microconstituinte com as propriedades mecânicas, notadamente dureza, microdureza e tenaciade ao impacto em temperatura criogênica. A partir desses tratamentos, foram preparadas metalograficamente duas as amostras para cada condição e realizada caracterização microestrutural utilizando a microscopia eletrônica de varredura. Em seguida, foi realizado o mapeamento de fases pela técnica EBSD e realizada medições de dureza e microdureza. Também foram extraídas cinco amostras de cada condição para realização de ensaio Charpy à -196oC, com o intuito de avaliar a tenacidade do material. O resultado obtido mostrou a presença de ripas martensíticas grosseiras em todas as amostras temperadas, como uma fase resultante da alta taxa de resfriamento. Além disso, foi observada a presença de carbonetos no interior dessas ripas grosseiras como resultado do auto-revenimento em função da menor densidade de discordâncias e das longas distâncias para difusão do carbono. Também foi possível verificar as duas principais morfologias características da microestrutura martensítica: as ripas finas e grosseiras. A tenacidade mostrou-se uma propriedade fortemente influenciada pela têmpera, e apesar dos valores relativamente superiores na condição onde ocorreu a maior presença de ripas martensíticas grosseiras, não foi observada uma correlação direta entre essas duas grandezas.
Abstract: This study aimed to evaluate low carbon steel's mechanical properties with 9% nickel, commonly called 9Ni steel, to establish a correlation with the microstructural changes observed after the quenching heat treatment under different conditions. This material is traditionally quenched and tempered at temperatures ranging from 570oC to 620oC. Heat treatments were executed under four different conditions, in order to evaluate the microstructure of the steel, especially the formation of the coarse lath martensite, as well as to correlate the influence of this microconstituent with the impact energy of these alloy under cryogenic conditions. Two samples were prepared for each condition and microstructural characterization was performed using a scanning electron microscopy from these treatments. Then, the phase mapping was performed using the EBSD technique, and the hardness and microhardness were carried out. For each five conditions were also extracted samples to carry out Charpy tests at -196oC, aiming to evaluate the material toughness and correlate it with the corresponding microstructure. The result obtained experimentally showed the presence of coarse lath martensite morphology in all quenched samples, as a phase resulting from the high cooling rate. Additionally, the presence of nanometric carbides within the coarse lath martensites has been observed, as a result of anautotempering process, due to the lower density of dislocations and long distances to the carbon diffusion. It was also possible to verify the two main characteristic morphologies of the martensitic microstructure: thin and coarse lath martensite. Toughness proved to be a property strongly influenced by quenching and, dispite the relatively higher values in the condition where coarse lath martensite's most significant presence occurred, a direct correlation between these two results was not observed.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/69258
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