Dureza e Microdureza

A Figura 24 apresenta os resultados das medidas de dureza da amostra da bobina laminada a quente após recozimento industrial e amostras após laminação a frio. Nesta Figura também são mostradas as curvas de encruamento para cada fase realizadas por meio de medidas com cargas mais baixas (1, 1,5 e 2 gf) na seção longitudinal à direção de laminação. As dimensões das indentações foram suficientemente pequenas. Entretanto, ressalta-se que o desvio padrão alto obtido nas medições pode ser decorrente da influência da segunda fase. Em função da pequena espessura das lamelas apresentada pela amostra após 62% de redução, medidas adicionais foram realizadas na face paralela ao plano da chapa que apresenta distribuição mais heterogênea das fases (GAUSS, 2015; FARGAS; AKDUT; et al., 2008). Os valores obtidos para ambas as faces foram próximos.

Assim como na literatura, é possível verificar que a dureza da austenita é maior em relação à ferrita para a condição inicial. Além disso, nota-se maior encruamento da austenita para as porcentagens de redução estudadas em decorrência da menor EFE. Interessante observar também que a dureza do aço é mais próxima à dureza apresentada pela ferrita devido ao menor encruamento desta fase. Estes resultados

evidenciam o comportamento de compósito do AID (KEICHEL; FOCT e GOTTSTEIN, 2003; PRAMANIK; BERA e GHOSH, 2014; REICK; POHL e PADILHA, 1996; REICK; POHL e PADILHA, 1998; GAUSS, 2015).

Figura 24 – Curvas de encruamento obtidas para as amostras e para as fases austenítica e ferrítica após laminação a frio em laboratório.

Fonte: Autor, 2016.

5.2.2 Caracterização Microestrutural

A Figura 25 apresenta as micrografias das amostras após laminação a frio com reduções de 30% e 62% e preparação metalográfica envolvendo lixamento e polimento mecânico. Observa-se a presença de regiões com contraste distinto na fase austenítica na superfície e centro das amostras. O aumento da porcentagem de redução a frio causou aumento considerável da presença destas regiões que são decorrentes da transformação martensítica induzida por deformação.

Figura 25 – Micrografia da amostra após laminação a frio com reduções de (a) 30% e (b) 62%. Polimento mecânico. Seção paralela à direção de laminação.

Região próxima à superfície Região próxima ao centro (a)

Região próxima à superfície Região próxima ao centro (b)

Fonte: Autor, 2016.

Com o propósito de certificar que a martensita não foi induzida durante a preparação metalográfica, o polimento eletrolítico foi adotado como etapa final antes do ataque químico para ambas as porcentagens de redução, Figura 26.

Figura 26 – Micrografia da amostra após laminação a frio com reduções de (a) 30% e (b) 62%. Polimento eletrolítico. Seção paralela à direção de laminação.

Região próxima à superfície Região próxima ao centro (a)

Região próxima à superfície Região próxima ao centro (b)

Fonte: Autor, 2016.

Conforme apresentado na Figura 26, nota-se que após o polimento eletrolítico a austenita ainda apresenta estas regiões com características iguais às micrografias da Figura 25. Este resultado indica que a transformação martensítica não foi provocada durante a preparação metalográfica, ou seja, ocorreu durante o processo de laminação a frio das amostras.

As Figuras 27 e 28 apresentam as micrografias obtidas por MEV no modo retroespalhados para as respectivas amostras. Ressalta-se que a fase ferrítica da amostra com 62% de redução apresentou pites causados pela solução utilizada no polimento eletrolítico. De forma qualitativa, o aumento da porcentagem de redução provocou à diminuição da espessura das lamelas de ambas as fases, sendo esta diminuição maior para a fase ferrítica em decorrência da partição da deformação

durante o processo de laminação a frio (KEICHEL; FOCT e GOTTSTEIN, 2003; PRAMANIK; BERA e GHOSH, 2014; REICK; POHL e PADILHA, 1996).

Observa-se nas imagens das amostras após 30% de redução que algumas regiões de martensita induzida por deformação estão localizadas em bandas de cisalhamento com o ângulo de aproximadamente 35° em relação à direção de laminação, indicadas por círculos vermelhos. Com o aumento da redução, nota-se a presença de martensita em interseções de bandas de cisalhamento, demarcadas por elipses vermelhas. A formação da martensita induzida por deformação está relacionada diretamente com estas heterogeneidades de deformação (LO; SHEK e LAI, 2009; TALONEN e HÄNNINEN, 2007; LEE e LIN, 2000; TIAN; BORGENSTAM e HEDSTRÖM, 2015; OLSON e COHEN, 1974; SHIRDEL; MIRZADEH e PARSA, 2015; DAS; SIVAPRASAD; et al., 2008). Outro fato importante é a presença de bandas de cisalhamento que parecem estar atravessando ambas as fases para 62% de redução. Uma discussão mais detalhada será realizada nos resultados obtidos por meio da técnica de EBSD.

No geral, as lamelas de austenita que possuem martensita induzida por deformação estão próximas a lamelas de ferrita com menor espessura, ou seja, altamente encruadas. Conforme Reick, Pohl e Padilha (1996), a martensita induzida por deformação impede que os grãos austeníticos participem da deformação causando a formação de regiões abauladas, destacadas por círculos amarelos na Figura 28b. Sendo assim, a deformação é transferida para as lamelas de ferrita próximas. É importante mencionar que a porcentagem de redução crítica na laminação a frio para ocorrência da transformação martensítica induzida por deformação reportada na literatura para o aço UNS S31803 é 20%. Entretanto, o menor teor de níquel e molibdênio do aço deste trabalho causa menor estabilidade à austenita em deformação (PRAMANIK; BERA e GHOSH, 2014; REICK; POHL e PADILHA, 1996; TAVARES; PARDAL; et al., 2014; TAVARES; SILVA; et al., 2006).

Figura 27 – Microscopia eletrônica de varredura da amostra após laminação a frio com redução de 30%: região próxima (a) à superfície e (b) (c) ao centro. Polimento eletrolítico. Seção paralela à direção de laminação.

(a)

(c) Fonte: Autor, 2016.

Figura 28 – Microscopia eletrônica de varredura da amostra após laminação a frio com redução de 62%: região próxima (a) à superfície, (b) e (c) ao centro. Polimento eletrolítico. Seção paralela à direção de laminação.

(b)

(c) Fonte: Autor, 2016.