Classificação Microestrutural dos constituintes de metais depositados em solda, proposta por anelli e di nunzio

1. Classificação Microestrutural dos constituintes de metais depositados em solda, proposta por anelli e di nunzio Componentes: Iara Júlio Santos JúlioPires Melquisedec

2. Sobre a Classificação Diante de um projeto de desenvolvimento de produtos planos de aços de baixo carbono, apoiados pela Comunidade Européia, várias empresas e organizações de pesquisa realizaram um esforço que culminou no método de classificação proposto por ANELLI e DI NUNZIO. Consiste, também, nacaracterização dos constituintesencontradosnospontos de umaredesuperposta à microestrutura. Como a comparação entre as diversasclassificações é muitodifícil, existeumatabelaquecompara as diferentesnomenclaturas dos constituintes. .

3. Sobre a Classificação O papel das inclusõesnãometálicasnanucleaçãodaferrita, no metal depositadoporsolda, é muitoimportante e bastantebemestabelecido. Recentemente, pesquisadorestêmtentadotransferirestatécnicaparamateriaisprocessadosporconformação a quente, visandopermitirestruturas de tamanho de grãofinosem a necessidade de trabalhomecânicoextenso. Maisrecentemente, Thewlis propôsainda um aprimoramento do sitema do IIW e do método de Anelli e Di Nunzio., visando a aplicaçãoemaçosestruturais. .

4. Sobre a Classificação Há diversas teorias sobre o efeito das inclusões não-metálicas sobre a nucleação heterogênea, nem sempre é capaz de explicar o efeito das inclusões, uma vez que algumas inclusões têm o efeito sobre a nucleação da ferrita e outras não. Há teorias que propõem que a nucleação é favorecida pela presença de uma estrutura cristalina compatível, que permita a formação epitaxial de ferrita. Outras sugerem que a formação de inclusões pode remover solutos da matriz na região em torno da inclusão, estabilizando a ferrita nesta região.

5. Sobre a Classificação Nos slides a seguir temos o fluxograma para classificação de constuintes em aço de baixo carbono. Onde: Constituintes no Esquema de Classificação de microestrutura de metal de solda de baixo carbono do IIW.

6. 01 Começar É Possívelindentificar so contornosausteníticosanteriores (CAG) (Veiosougrão de deferrita? Os grãosãoEquiaxiais? (C/L entre 1:1 e 2:1)? Sim Sim Sim ALF EF É ferrita? Não Não Existemripaspequenas de ferritanãoalinhadas e afastadas do CAG (C/L entre 2:1 e 3:1) Não Sim IDF AF Não O Constituinte é compostoporplacas de ferritaalternada com “microfases” É Umasérie de Placasgrandes e paralelas (C/L>4:1) alternadas com microfases? Usar o maioraumento (Porexemplo 800 X) Sim Sim WF FS Não Hápacotes de Placas de ferritaparalelas com carboneto (FE3C) entrea as placas? Não Sim UB Continua… Não Continua…

7. Continuação… 02 Não Não Continuação… A resposta do Constituinteaoataque é uniforme e não é martensita? Não LB Sim P É perlita? Não Sim Sim Hácolônias de grãosacicularesparalelos? LM M É martensita? Não Não Háplacasindividuaisespessasquesãoemnosatacadas (àsvezes com regiãomaclada central)? Sim TM Verifiquenovamente Não O constituinte é umamisturaíntima de martensita e austenitaretida? Sim Não MA Começar novo ponto

8. Microestruturas Exemplos de microestruturas classificadas conforme o esquema de Anelli e Di Nunzio

9. Microestruturas

10. Microestruturas Placas de ferrita Widmanstatten nucleadas em uma inclusão não-metálica em aço de baixo carbono. A variedade de orientações das placas indicaria que o mecanismo de nucleação não envolve epitaxialidade com a estrutura cristalina da inclusão não-metalica.

11. Microestruturas Aço estrutural com C =0,08%, Si =0,19%, Mn = 1,47%, S = 0,004%, Ti = 0,012%. Determinação das condições para a nucleação de ferrita intragranular (acicular) em inclusão não-metálica complexa. Ciclo térmico de soldagem simulado com aquecimento até 1440 graus por 4s e manutenção a (a) 1100 graus por 100 s e (b) 1250 graus por 100 s seguido de resfriamento rápido. Em(a) houve a nucleação de vários grãos de ferrita acicular (F1 a F5) na inclusão. Em (b) não houve nucleação de ferrita e formou-se apenas martensita, sem relação de nucleação com a inclusão. A analise local junto a inclusão indicou que ocorreu empobrecimento em manganês em torno da inclusão no caso (a) e não ocorreu empobrecimento no caso (b).

12. Sobre a Comparação entre as diversas Classificações Os parâmetros de solda têm grande efeito sobre a microestrutura dos aços de baixo carbono. Esses efeitos podem ser observados, ainda, quando se variam as velocidades de resfriamento. Neste caso, o efeito do aumento da velocidade de resfriamento e o aumento da fração volumétrica de constituintes aciculares. As microestruturas obtidas por resfriamento mais lento são compostas por ferrita e perlita e, a medida que as velocidades de resfriamento aumentam, a fração de ferrita formada por transformação diminui e aumenta a ocorrência de constituintes cada vez mais aciculares, até a formação de martensita. Existe uma tabela dos principais esquemas de classificação de ferrita e de constituintes em metal de solda de aços baixo carbono.

13. Microestruturas Seção transversal da fratura frágil na zona termicamente afetada de um aço estrutural de 490 MPa de limite de ruptura junto a Iinha de fusão de uma solda por eletrogás (alta energia). O tamanho de grão austenítico grande e a camada de ferrita pré-eutetóide nos contornos de grão (GBF) austeníticos anteriores reduzem a tenacidade do material. A seta indica o local de início da trinca (crack initiation site).

14. Microestruturas As condições de soldagem em aço estrutural da classe de 490 Mpa de limite de ruptura podem resultar em microestruturas bastante diversas, em função do ciclo térmico experimentado. O crescimento do grão austenítico em (b) é muito maior que em (a). Ferrita em redes nos contornos de grão e ferrita acicular.

15. Microestruturas • Microestruturascorrespondentesàsamostrassubmetidasàsdifentestaxas de resfriamento. • Estruturamuitopróxima do equilíbrio. Ferritaequiaxial e perlita. • Começa a apresentaralgumaacicularidade; parte daperlitadegenerada e começa a surgirferrita acicular. • Últimaamostraque se observa a formação de perlita. Reduçãoprogressivadaferritaequiaxial. A) B) C)

16. Microestruturas D) d) Ferrita equiaxial e ferrita acicular. e) e f) Ferrita equiaxial, com proporções decrescentes, e ferrita acicular. E) F)

17. Microestruturas G) g) A formação de ferrita equiaxial é praticamente eliminada. Estrutura predominantemente bainítica. h) Obtém-se bainita e martensita. i) Predominantemente martensita em ripas. H) I)

18. Obrigado!