Caracterização e avaliação de modelos de previsibilidade da cinética de transformação de fases austenita/ferrita de três aços IF.

Abstract

Os aços IF são amplamente empregados na indústria automobilística, sendo usualmente conformados e soldados. No decorrer do processamento, os aços IF passam pela transformação de fase austenita (γ) → ferrita (α) que, em função do tamanho de grão das fases, partições químicas e outros aspectos, tem um impacto significativo na metalurgia do produto. A transformação γ → α ocorre por nucleação e crescimento de grão, sendo que em condições isotérmicas ela pode ser descrita pela equação Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK). Todavia, as transformações de fase na grande maioria dos processos metalúrgicos acontecem a partir da aplicação de resfriamento contínuo. Tendo em vista que existem poucos trabalhos na literatura que exploram quantitativamente a cinética de transformação de fases em processos não isotérmicos em aços IF, tão pouco que apresentam modelos de previsibilidade que possam ser empregados na melhoria do processamento destes aços, o presente trabalho teve como principal objetivo caracterizar a cinética de transformação γ → α para três tipos de aços IF que possuem composições químicas diferentes, sendo eles nomeados: IF-Ti, IF-Nb e IF-TiNb. Amostras dos aços foram química e microestruturalmente caracterizadas no estado de entrega. Ensaios de dilatometria foram executados considerando 1100°C como temperatura de austenitização e as amostras foram submetidas a diferentes taxas de resfriamento. As amostras ensaiadas foram microestruturalmente caracterizadas e os dados de dilatometria foram devidamente tratados com o objetivo de se caracterizar as temperaturas críticas e a cinética de decomposição austenítica. Foi feita a proposição de um novo modelo matemático de previsibilidade identificado como Ferrita-Tempo. A eficiência deste modelo foi avaliada por meio de comparações com resultados obtidos a partir da simulação da cinética considerando a adaptação do modelo clássico JMAK para resfriamento contínuo. Além disso, foi proposta uma relação funcional empírica para prever as temperaturas críticas de transformação de fases em função da taxa de resfriamento. Verificou-se que tanto as temperaturas críticas determinadas experimentalmente como a simulação para obtenção do diagrama TRC calculado considerando a relação funcional empírica foram bem ajustadas umas com as outras e que, apesar dos ensaios terem sido realizados para taxas específicas, é possível obter uma previsibilidade da cinética para uma taxa qualquer dentro do intervalo de 0,5 a 100oC/s, considerando o diagrama calculado. Observou-se também, que as temperaturas críticas determinadas experimentalmente e as determinadas a partir do modelo proposto Ferrita-Tempo no diagrama TRC dos aços IF se ajustaram de maneira satisfatória e que, apesar da adaptação matemática do modelo clássico JMAK, até os dias atuais, ser muito utilizada para previsão da cinética de transformação de xii fases mesmo em processo não isotérmicos, esse modelo clássico não prevê de maneira satisfatória a cinética de todo tipo de aço da classe IF, como é o caso do aço IF-TiNb.