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Título: Influência da temperatura de deformação no comportamento mecânico e microestrutural do aço inoxidável austenítico AISI 304
Título(s) alternativo(s): Straining temperature influence on the mechanical and microstructural behavior of AISI 304 stainless steel
Autor(es): Fontana, Henry Otávio
Orientador(es): Aguiar, Denilson José Marcolino de
Palavras-chave: Aço inoxidável
Ligas (Metalurgia)
Martensita
Baixa temperatura - Pesquisa
Radiação sincrotrônica
Steel, Stainless
Alloys
Martensite
Low temperature research
Synchrotron radiation
Data do documento: 11-Mai-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: FONTANA, Henry Otávio. Influência da temperatura de deformação no comportamento mecânico e microestrutural do aço inoxidável austenítico AISI 304. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2023.
Resumo: A microestrutura predominantemente austenítica dos aços inoxidáveis austeníticos pode ser transformada em martensita por deformação plástica, devido sua metaestabilidade. Parâmetros relacionados às condições de deformação como o modo e temperatura de deformação influenciam nesta transformação. O objetivo do presente trabalho foi verificar o comportamento mecânico do aço inoxidável austenítico AISI 304 submetidos ao ensaio de tração em temperatura ambiente e criogênica. A evolução da transformação martensítica induzida por deformação foi estudada deformando-se vários corpos de prova em diferentes níveis de deformação, seguido de análises microestruturais por meio de microscopia óptica, medidas de dureza e ferritoscopia, em cada uma das amostras. Os ensaios mecânicos com difração de raios X in situ foram realizados na linha XRD1 do Laboratório Nacional de luz Síncrotron, denominado “X-ray Scattering and Thermo-Mechanical Simulation Station” – estação da linha XRD1 do LNLS (XTMS) , composto por um simulador termomecânico Gleeble 3S50® e um sistema de aquisição e instrumentação desenvolvido pelas equipes do Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano), Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS) e pela Dynamic System Inc (DSI). Com a luz Síncrotron diversos perfis de difração foram coletados durante o ensaio mecânico, avaliando-se o comportamento cristalográfico do material e fenômenos de transformação de fase durante a deformação. Foi verificado que a deformação do aço inoxidável austenítico em ambiente criogênico provoca um maior aumento do limite de escoamento, do limite de resistência à tração e da tenacidade, quando comparado com a deformação em temperatura ambiente, o que provavelmente deve-se ao ativamento de outros mecanismos de deformação quando a deformação ocorre em ambiente criogênico, supressão parcial da recuperação dinâmica devido à baixa temperatura e transformação de fase da austenita para martensita 𝜖 e martensita 𝛼’ induzida por deformação.
Abstract: The predominantly austenitic microstructure of austenitic stainless steels can be transformed into martensite by plastic deformation due to its metastability. Parameters related to straining conditions, such as the straining mode and temperature, influence this transformation. The present work aimed to verify the mechanical behavior of AISI 304 austenitic stainless steel submitted to tensile tests at ambient and cryogenic temperatures. The evolution of strain-induced martensitic transformation was studied by straining several specimens at different strain levels, followed by microstructural analyses using optical microscopy, hardness measurements, and ferritoscopy, in each sample. The mechanical tests with in situ X-ray diffraction were carried out on the XRD1 line of the National Synchrotron Light Laboratory, called “X-ray Scattering and Thermo-Mechanical Simulation Station” – station on the XRD1 line of the LNLS (XTMS), consisting of a simulator thermomechanical Gleeble 3S50® and an acquisition and instrumentation system developed by teams from the National Nanotechnology Laboratory (LNNano), National Synchrotron Light Laboratory (LNLS) and Dynamic System Inc (DSI). Several diffraction profiles were collected during the mechanical test with Synchrotron light, evaluating its crystallographic behavior and phase transformation phenomena during the straining. It was found that the deformation of austenitic stainless steel in a cryogenic environment causes a more significant increase in yield strength, tensile strength, and toughness when compared with deformation at room temperature, which is probably due to the activation of other deformation mechanisms when strain occurs in a cryogenic environment, partial suppression of dynamic recovery due to low temperature and phase transformation of austenite to straining-induced martensite 𝜖 and straining-induced martensite 𝛼’.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33716
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