Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38615| Título: | Influência da deformação criogênica no comportamento mecânico, evolução microestrutural e superfície de fraturado aço inoxidável austenítico AISI 304 |
| Título(s) alternativo(s): | Influence of cryogenic straining on the mechanical behavior, microstructural evolution, and fracture surface of AISI 304 austenitic stainless steelstainless steel |
| Autor(es): | Fontana, Henry Otávio |
| Orientador(es): | Aguiar, Denilson José Marcolino de |
| Palavras-chave: | Aço inoxidável Aço austenítico Transformações de fase (Física estatística) Martensita Deformações (Mecânica) Baixa temperatura - Pesquisa Raios X - Difração Steel, Stainless Austenitic steel Phase transformations (Statistical physics) Martensite Deformations (Mechanics) Low temperature research X-rays - Diffraction |
| Data do documento: | 4-Set-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | FONTANA, Henry Otávio. Influência da deformação criogênica no comportamento mecânico, evolução microestrutural e superfície de fraturado aço inoxidável austenítico AISI 304. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2025. |
| Resumo: | A transformação martensítica induzida por deformação é um fenômeno microestrutural de grande relevância em aços inoxidáveis austeníticos, cuja investigação é fundamental para a compreensão e o controle de suas propriedades em diversas aplicações. Neste estudo, foram realizados ensaios de tração uniaxiais isotérmicos, conduzidos tanto em temperatura ambiente (298K) quanto em condições criogênicas (223K, 173K, 123K e 93 K), com monitoramento simultâneo por difração de raios X (DRX) in situ, utilizando radiação síncrotron. Ensaios de tração interrompidos em níveis específicos de deformação foram empregados para analisar a evolução microestrutural por meio de microscopia óptica de luz visível (MO), além de medições de dureza Vickers e ferritoscopia. A cinética da transformação martensítica induzida por deformação foi estudada por meio de medições de DRX, utilizando o método de Comparação Direta para quantificar a fração volumétrica das fases. Por outro lado, os parâmetros relacionados à evolução da densidade de discordâncias foram analisados com base nos métodos modificados de Williamson-Hall (m-WH) e Warren-Averbach (m-WA). O comportamento de fratura também foi avaliado, apresentando-se predominantemente dúctil em todas as condições. Os resultados revelaram que a fração de martensita 𝛼′ induzida por deformação aumenta progressivamente com o nível de deformação, especialmente em temperaturas criogênicas. Além disso, a deformação em baixas temperaturas intensificou o encruamento e elevou significativamente a densidade de discordâncias na matriz austenítica. Em particular, a 93 K, observou-se um aumento expressivo no limite de escoamento (148,17%) e na resistência máxima à tração (98,24%), acompanhado de uma redução mínima no alongamento uniforme (6,59%) em comparação à temperatura ambiente. Esses efeitos foram atribuídos à ativação de mecanismos adicionais de deformação, à supressão parcial dos processos de recuperação dinâmica e à transformação martensítica induzida por deformação, evidenciando a predominância do efeito TRIP no fortalecimento mecânico sob condições criogênicas. |
| Abstract: | Strain-induced martensitic transformation is a microstructural phenomenon of significant relevance in austenitic stainless steels, whose investigation is essential to understand and control their properties in various applications. In this study, isothermal uniaxial tensile tests were performed at room temperature (298 K) and under cryogenic conditions (223 K, 173 K, 123 K, and 93 K), with simultaneous in situ monitoring by X-ray diffraction (XRD) using synchrotron radiation. Interrupted tensile tests at specific strain levels were employed to analyze microstructural evolution through optical light microscopy (OM), as well as Vickers hardness measurements and ferritoscopy. The kinetics of the deformation-induced martensitic transformation were studied via XRD measurements, employing the Direct Comparison method to quantify the volumetric phase fraction. Meanwhile, parameters related to the evolution of dislocation density were analyzed based on the modified Williamson-Hall (m-WH) and Warren-Averbach (m-WA) methods. Fracture behavior was also evaluated, exhibiting predominantly ductile characteristics under all conditions. The results revealed that the fraction of strain-induced 𝛼′ martensite progressively increases with strain level, especially at cryogenic temperatures. Moreover, deformation at low temperatures intensified work hardening and significantly increased the dislocation density within the austenitic matrix. Notably, at 93 K, a pronounced increase in yield strength (148.17%) and ultimate tensile strength (98.24%) was observed, accompanied by a minimal reduction in uniform elongation (6.59%) compared to room temperature. These effects were attributed to the activation of additional deformation mechanisms, partial suppression of dynamic recovery processes, and strain-induced martensitic transformation, evidencing the predominance of the TRIP effect in mechanical strengthening under cryogenic conditions. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38615 |
| Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| influenciadeformacaocriogenicaaco.pdf | 49,45 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
