Efeito do forjamento a morno na microestrutura e dureza de um aço maraging 18Ni C300

Abstract

Aços maraging são aços martensíticos de baixo carbono, altamente ligados, nos quais o endurecimento é atingido por meio de um tratamento térmico de envelhecimento, durante o qual ocorre a precipitação de compostos intermetálicos. A pesquisa nestes materiais é estratégica, pois é um material utilizado nas indústrias aeronáutica, aeroespacial, militar e nuclear. Neste trabalho foi estudado o efeito do forjamento a morno no aço maraging 18Ni C300, utilizando duas temperaturas de conformação (250 e 350 °C), determinadas mediante ensaio de tração. Previamente foi realizada a solubilização dos corpos de prova em duas temperaturas. Já o tratamento térmico de envelhecimento foi feito em três temperaturas e em cinco tempos cada tratamento. As amostras foram analisadas através de microscopia óptica e eletrônica de varredura. Foi feita a quantificação de austenita reversa por meio de difração de raio-X. O efeito da conformação na textura cristalográfica foi analisado por meio de EBSD e por último, a dureza do material foi analisada através do ensaio de microdureza Vickers. Foi observado o efeito Portevin Le Chatelier no ensaio de tração a 350 °C. Nesta temperatura também foi observada a presença de trincas localizadas na região de deformação concentrada. Em ambas as deformações foi observado refino da microestrutura martensítica, sendo esta mais evidente na deformação a 250 °C. Também foi observado que a deformação promoveu a formação de maior quantidade de austenita reversa com o aumento da temperatura de forjamento. Com relação à textura, observou-se que as fibras {110} // DF e {111} // DF aumentaram de intensidade à medida em que se aproxima do centro do corpo de prova forjado, enquanto que a intensidade da orientação {001} // DF diminui. Além disso, os níveis mais baixos de deformação foram observados perto da superfície em contato com a matriz de forjamento, contendo a menor quantidade de emaranhado de discordâncias, que aumentou gradualmente em direção ao centro da amostra.

Abstract : Maraging steels are low carbon martensitic steels, highly alloyed, in which hardening is achieved by aging, during this occurs the precipitation of intermetallic compounds. The research in these materials is strategic as it is a material used in the aeronautical, aerospace, military and nuclear industry. In this work was studied forging of 18Ni C300 steel, with two forging temperatures (250 and 350 °C), determined by a tensile test. Previously an annealing treatment was performed at two temperatures. The heat treatment has been done in three temperatures and in five times each. The samples were analyzed by optical and scanning electron microscopy. A quantification of reverted austenite was done by X-ray diffraction. The effect of forging in grain orientation changes was analyzed by back-scatter electron microscopy. A microhardness evaluation was performed by Vickers test. The Portevin Le Chatelier effect was observed in the tensile test at 350 ° C. On this condition, it was also observed the presence of cracks in the shear bands. In both deformations a refinning of the martensitic microstructure was observed, and it was more evident in the deformation at 250 ° C. It was also observed that at higher forging temperature, more reverted austenite was detected. With respect to the texture the {110} // FD and {111} // FD fibers increased with depth, whilst {001} decreases. In addition, the lower strain levels were observed on the surface in contact with the die, containing a smaller amount of tangles of dislocations, which increases towards the center of the sample.