chap2_Fragilidade
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chap2_Fragilidade

Disciplina:Lingotamento Contínuo de Aços29 materiais60 seguidores
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Fragilidade, fragilidade a quente
A figura1 apresenta uma curva esquemática de Dutilidade, medida como % de
redução da área sob estricção, em função de temperatura. Para ser
representativo da situação observada em LC este teste deveria ser realizado
sobre a estrutura bruta de fusão, possivelmente com esforços aplicados na
direção perpendicular aos cristais colunares, à temperatura do processo, com
taxas de deformação sem elhantes.
Figura 1: Curva de dutilidade vs temperatu ra
A taxa de deformação é importante porque, em a ltas temperaturas, a f luência
ou “creep ing” (def ormação seguida de recristalização) pode ser importante. A
figura 2 mostra de forma esquemática o efeito combinado destes fatores.
Figura 2: Dutilidade como função de temperatura e taxa de deformação.
Ainda de acordo com a figura 1, próximo à temperatura teórica de liquidus do
aço a dutilidade cai bruscamen te. Durante a solidificação como se verá em
seção posterior, solutos co mo C, P, S, Mn são segregados na fren te de
solidificação, p roduzindo líquidos de baixo ponto de f usão, que se alojam n os
espaços interdendríticos. Então, a estrutura falha antes de se atingir a
temperatura de fusão em função da presença de filmes líquidos. A figura 3
apresenta uma f oto-micrografia obtida p or SEM, evidenciand o a presença de
sulfetos na região de falha estrutu ral.
Figura 3: SEM da região de f ratura
Alguns argumentam pela ligação da ocorrência de trincas internas com esta
zona de f ragilização. E ntão, como a região de transição lido-líquido (pró xima
a esta zona de fra gilização) pode ser identificada através de uma a proximação
empírica:
{min]][ tkmm
S
=
δ
seria possível estimar e m que po sição z, aba ixo d o menisco se produziu o
esforço ca usador da trinca. Deste mod o, conferir de salinhamento de rolos o u
outra causa mecân ica.
As outras duas regiões de ba ixa dutilidade ou “poço s de dutilidade” podem
ocorrer ou não de acordo c om a composição do aço.
A poça de d utilidade em tempe raturas altas é normalmente creditada à
precipitação de sulfetos de ferro ao redor d os grãos au steníticos.
Comparativamente, os su lfetos são mais dúteis que a matriz a ustenítica de
maneira que a concentração de tensões provoca o escoamento do material ao
longo dos contornos de grãos. Eventualmente, podem ser p recipitadas fases
duras (de alta resistência) que se tornam pontos de acumulação de ten são e,
portanto, de fragilidade, figura 4.
Figura 4: Mecanismo de fragilização, 1º poço de dutilidade
Finalmente, a zona de fragilidade em ba ixas temperaturas o corre na região de
equilíbrio bifá sico, ferrita α
αα
α + aus tenita. A ferrita, de maio r dutilidade,
precipita-se como f ilmes ao redor dos grãos de au stenita. Então, o e scoamento
se em função da dutilidade comparativamente maior entre os filmes, figura
5.
Figura 5: Mecanismo de fragilização, 2º poço de dutilidade.
Este efeito não pode se r superad o por ser inerente ao sistema Fe-C.
Entretanto, filmes de sulfeto s (ou seus efeitos) podem ser suprimidos:
P roduzindo aço de baixo teor enxofre; f igura 6.
P roduzindo a ço com razão Mn/S acima de um certo valor crítico, por
exemplo 30.