Modelamento da transformação de fases de aços de alta resistência microligados ao Nb durante resfriamento após laminação em tiras a quente

AUTOR(ES)

Antonio Adel dos Santos

DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Apesar da extraordinária dimensão e peso dos equipamentos utilizados, as especificações de forma, dimensões e propriedades mecânicas são muito restritas na indústria siderúrgica de laminados planos. Uma ferramenta muito útil na obtenção e controle de tais especificações é o modelamento matemático de processos, usado para simulação off line, ou para controle on line do processo. Na laminação de tiras a quente, após a saída da última cadeira do trem acabador, a tira passa por uma mesa de resfriamento a altas taxas, sendo bobinada posteriormente, quando o resfriamento torna-se muito lento. Durante este percurso ocorre a decomposição da austenita, fenômeno de grande importância tanto para as propriedades mecânicas finais quanto para o próprio controle do processo. Encontram-se na literatura alguns modelos para prever essa transformação, porém são para aços específicos, normalmente CMn, e nenhum deles considera o fato da taxa de resfriamento ser alterada durante o percurso da transformação. Portanto, neste trabalho foram desenvolvidas formulações matemáticas, baseadas em resultados de ensaios laboratoriais no simulador Gleeble 3500, para previsão da transformação da austenita de um aço CMn microligado ao Nb, V e Ti, produzido industrialmente na Linha de Tiras a Quente da Usiminas. Foi considerada a condição de resfriamento em duas taxas: uma alta até o bobinamento, e outra lenta posteriormente. Foi estudado o efeito sobre a transformação das variáveis: deformações do material em temperaturas acima e abaixo da temperatura de não-recristalização, taxa de resfriamento rápido e temperatura de bobinamento. Foram desenvolvidos modelos para prever: (i) a temperatura de início de transformação, através de uma equação empírica; (ii) a cinética de transformação, conjugando-se a equação de Avrami com a regra da aditividade; (iii) as frações volumétricas das fases ferrita e perlita, através de um procedimento em que o início de formação da perlita ocorre quando o teor de C da austenita enriquecida intercepta a linha Acm, calculada em condições de paraequilíbrio, e extrapolada abaixo de Ae1. A equação de Avrami conjugada com a regra da ditividade mostrou-se adequada para prever a decomposição da austenita mesmo com mudança da taxa de resfriamento, o que indica a aplicabilidade do método quando o perfil de resfriamento for variável. A aplicação do modelo integrado para as condições de processamento industrial do aço estudado permitiu prever com satisfatória aproximação a microestrutura e a dureza obtidas em amostra da bobina laminada. Mostrou-se, também, que é fundamental no modelo se levar em conta os dois regimes de resfriamento, antes e após o bobinamento, pois a decomposição da austenita não se completa até o bobinamento em aços microligados, ao contrário do que ocorre com os aços CMn comuns.

ASSUNTO(S)

engenharia de minas teses. engenharia metalúrgica teses.

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