Estudo correlativo por tomografia de sonda atômica e microscopia eletrônica de transmissão nas interfaces M/A, B/A e precipitados após tratamentos térmico in situ para aço inoxidável supermartensítico e aço avançado de alta resistência com efeito TRIP

Resumo

A reversão de austenita tem se tornado recentemente um tópico de interesse devido a sua potencial aplicabilidade no processamento de aços. A ductilidade e o encruamento dos aços podem ser melhorados através da plasticidade induzida por transformação da austenita reversa Ar (cfc) para martensita M (ccc/tcc), sendo este efeito conhecido como TRIP. Os aços avançados de alta resistência, com efeito, TRIP (AAAR-TRIP) tem sido amplamente usados na indústria automotiva; enquanto que os aços inoxidáveis supermartensíticos, com efeito, TRIP (AISM-TRIP) tem sido usados para fabricação de tubulações para a indústria de petróleo e gás. Em ambos os casos, o efeito TRIP é atingido através de tratamentos térmicos complexos, realizados no campo intercrítico da austenita, para reverter e estabilizar Ar na temperatura ambiente. O processo de estabilização depende do grau de enriquecimento em elementos gamagênicos durante o tratamento térmico. No caso dos AAAR-TRIP, a partição de carbono durante o recozimento intercrítico, e subsequente posterior austêmpera, desempenha o papel mais importante. No caso dos AISM-TRIP, a partição de níquel, através de um processo difusivo, é o fator mais importante. Neste caso, o carbono tem um papel secundário, assistindo à precipitação de carbonetos. Foram realizados tratamentos térmicos in situ, usando difração de raios x com luz sincrotron (DRXS), para estudar a cinética da reversão e a estabilidade térmica da austenita para ambos os aços. Tomografia de Sonda Atômica (TSA) foi usada para investigar a evolução composicional através das interfaces ccc/cfc e dos precipitados após tratamentos in situ. Também, foram feitos cálculos termodinâmicos e cinéticos para comparar e correlacionar os resultados obtidos pelas duas técnicas. Para o AISM-TRIO, a cinética de reversão da austenita e sua estabilidade térmica no resfriamento foram mapeados para diferentes condições de revenimento intercrítico in situ. Foram detectadas diferenças na temperatura de crescimento da austenita (As), e de transformação martensítica (Ms), em função da quantidade de austenita reversa. Isto é uma evidência indireta da dependência composicional no desempenho termomecânico da austenita. A estabilidade térmica da Ar foi associada à partição de níquel por equilíbrio local através da interfase M/Ar, e à precipitação de carbonetos MC, que fornecem níquel aos arredores durante o processo de reversão. Foi observada segregação dos elementos alfagênicos na interface M/Ar, em picos acima do equilíbrio local, e com partição quase desprezível entre as fases. No caso dos AAAR-TRIP, a estabilidade térmica da Ar foi estudada durante a simulação in situ dos ciclos térmicos envolvidos no encruamento térmico e galvanização. As temperaturas e tempos de decomposição parcial e total da Ar foram obtidos. A retenção da austentia após austêmpera foi associada à partição de carbono mediante a condição de para equilíbrio, com partição desprezível de manganês e silício. Após encruamento térmico, a austenita mostrou enriquecimento de carbono, e formação incipiente de núcleos de cementita na interface bainita/Ar. Para o ciclo do galvanizado, toda a Ar foi decomposta, formando ferrita e cemenita. (AU)