Modelagem do efeito da taxa de aquecimento na cinética de formação da austenita em aço baixo carbono.

Abstract

A cinética de transformação de fase da ferrita e perlita em austenita nos aços é o resultado de uma complexa combinação de processos de nucleação e crescimento. A microestrutura resultante depende de um grande número de parâmetros, como a condição perlítica e ferrítica antes da transformação, a taxa de aquecimento, os elementos microligantes em solução antes da transformação, etc. Este trabalho teve o objetivo de modelar o efeito da taxa de aquecimento na cinética de formação da austenita no aquecimento contínuo como determinado pela análise dilatométrica, bem como da partição do carbono, em um aço baixo carbono, com microestrutura constituída de ferrita e perlita. O modelo usado é o de Johnson- Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK). A quantidade de austenita formada foi determinada a partir das curvas dilatométricas, utilizando-se: - a regra da alavanca; - dados estruturais e teóricos que levem em conta a difusão do C durante a transformação de fase. Verifica-se que parâmetro K do modelo de JMAK é dado pela equação de Arrhenius e que existe uma relação funcional entre a energia de ativação aparente e a taxa de aquecimento. Observou-se que esta relação funcional é logarítmica e que a energia de ativação aparente diminui de 152,5 para 118,1 kJ/mol quando a taxa de aquecimento aumenta de 0,1 para 16 ºC/s. O parâmetro n do modelo de JMAK é praticamente independente da taxa de aquecimento e seu valor é n=1, que indica que a nucleação ocorre predominantemente nas interfaces das fases. Das funções de nucleação e crescimento da austenita, foi deduzida uma equação que permite avaliar a quantidade de austenita formada como uma função da temperatura, levando em consideração a partição de carbono.