Cinética do envelhecimento em aços acalmados ao Al em função da variação do teor de Mn - Meira, Rodrigo Rocha de (2022)
A cinética de envelhecimento após deformação em aços acalmados ao alumínio de baixo teor de carbono foi estudada por meio de ensaios de tração, com o objetivo de verificar a eficácia da adição de Mn na resistência ao envelhecimento. Foram analisadas seis composições químicas de aços produzidos em escala industrial, diferenciadas principalmente pelos teores de Mn (0,14% e 0,30%) e B (0,0001% a 0,0017). Após a etapa de recozimento contínuo, os aços foram pré deformados a 2% em tração e envelhecidos no intervalo de temperatura de 25°C a 44°C, para tempos variando entre 20 e 11520 min. Os parâmetros cinéticos foram determinados a partir da variação do valor Bake Hardening com o tempo e a temperatura de envelhecimento para a prédeformação citada. Os aços estudados apresentaram apenas um estágio de envelhecimento, e as variações no valor Bake Hardening indicaram, para este único estágio de envelhecimento, um processo controlado pelo ancoramento das deslocações na ferrita, por elementos intersticiais em coexistência com finos precipitados. A energia de ativação aparente foi determinada entre 34 e 57 kJ/mol, e o expoente do tempo entre 0,2 e 0,3, obedecendo a lei cinética descrita pela equação de Harper. Em relação à intensidade do efeito Bake Hardening, o aço com maior teor de Mn apresentou maior resistência ao envelhecimento em todos os testes performados, indicando que, para as condições de processo empregadas, a adição de Mn resultou em redução do teor de carbono em solução sólida, principalmente pela condição de estabilização de carbonetos em sítios de MnS. Esta constatação foi possível pela observação em microscopia eletrônica de varredura e óptica destes precipitados, estimando-se as suas frações volumétricas e seus tamanhos médios. Tais estimativas se apresentaram em concordância com os resultados da simulação termodinâmica no equilíbrio, que indicou a maior estabilidade do precipitado MnS e da cementita nos aços com maior %Mn.