Efeito da temperatura.

5.5.2.1. Amostras sem deformação

Apesar de não ter sofrido deformação plástica através de ensaio de tração, as amostras submetidas a diferentes tratamentos térmicos apresentaram considerável evolução nos seus valores de dureza do início ao fim da análise, principalmente a amostra que passou por recozimento intercrítico a 750 ºC e que possui microestrutura Dual Phase (figura 21). O aumento de volume provocado pela transformação de fase martensítica resultante do resfriamento pode gerar discordâncias na matriz α que favorecem o surgimento do efeito de Bake Hardening. Como a porcentagem de ferrita α é maior no aço a 750 ºC que no aço a 830 ºC, o efeito BH torna-se mais expressivo.

51 Figura 21: comparativo da evolução da dureza entre as amostras submetidas a 750 ºC e 830 ºC sem deformação.

Por causa do endurecimento do aço a 830 ºC provocado pela maior concentração de fase martensita, comprovado pela superficie de fratura da amostra após o ensaio de tração, onde foi possível notar que não houve efeito de deformação plástica visto que a fratura foi essencialmente frágil, há uma maior dificuldade para as discordâncias existentes na rede caminharem, fazendo com que o efeito de Bake Hardening seja menor que o efeito no aço Dual Phase, como mostra a tabela 13.

Tabela 13: análise estatística da variação de dureza nas amostras submetidas ao tratamento térmico a 750 ºC e 830 ºC sem deformação.

Análise estatística – Amostras sem deformação.

750 ºC 830 ºC

Valor Inicial (HV) 278,32 302,7 Valor Máximo (HV) 351,05 334,38

Desvio Padrão 23,84 10,69

52 5.5.2.2. Amostras sob deformação de 1 mm/min

Quando analisados sob o efeito da mesma taxa de deformação, é possível perceber que o aço submetido ao recozimento intercrítico apresentou um aumento da sua dureza maior que o aço sob temperatura de quase-austenitização (figura 22), mostrando que o efeito Bake Hardening é maior para aços com microestrutura Dual Phase que em aços com microestrutura predominantemente martensítica, mesmo sob as mesmas condições de deformação num dado intervalo de tempo. A presença de maior fase ferrita α no aço Dual Phase (750 ºC) influencia diretamente nestes resultados, visto que ajudam na geração de discordâncias e facilitam a difusão de átomos de soluto.

Figura 22: comparativo da evolução da dureza entre as amostras que passaram por diferentes tratamentos térmicos submetidas à taxa de deformação de 1 mm/min.

53 5.5.2.3. Amostras sob deformação de 10 mm/min

O inverso acontece para os aços submetidos à deformação de 10 mm/min: agora os aços martensíticos tiveram um aumento na sua dureza superior aos aços Dual Phase submetidos a Bake Hardening natural. Ou seja, com maior taxa de deformação, a dureza será maior nos aços martensíticos porque a microestrutura resultante não tem sistemas de deformação que permitem o seu encruamento, em comparação com o aço Dual Phase que apresenta uma matriz ferrita α dúctil.

Figura 23: comparativo da evolução da dureza entre as amostras que passaram por diferentes tratamentos térmicos submetidas à taxa de deformação de 10 mm/min.

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6. CONCLUSÕES

A avaliação da dureza e da microestrutura resultante do processo de Bake Hardening de aços submetidos à diferentes tratamentos térmicos foi eficaz e apresentou resultados tanto qualitativos quanto quantitativos que expressam a ocorrência do fenômeno em escalas diferentes. Foi possível observar e comprovar que o Bake Hardning é um efeito de endurecimento influenciado pela composição, microestrutura e condições de processamento aplicadas no material, mesmo em temperaturas ambiente. Desta forma, pode-se concluir que os objetivos definidos no início do projeto foram atendidos da seguinte maneira:

O aço submetido a recozimento intercrítico a 750 ºC apresentou microestrutura mais favorável à ocorrência do efeito de Bake Hardening do que o aço martensítico, visto que o aço Dual Phase formado conseguiu atingir um valor de dureza superior à dureza do aço martensítico, influenciado pela maior presença de fase mole (ferrita α) que favorece a ocorrência do efeito BH.

Devido à proximidade com a temperatura de austenitização, o aço a 830 ºC apresentou maior porcentagem de fase secundária que o aço Dual Phase a 750 ºC, resultado este do processo de têmpera aplicado que induziu o material a uma taxa de resfriamento muito alta, favorecendo a formação da microestrutura martensítica.

A temperatura escolhida de 830 ºC, por ter sido muito próxima à temperatura de austenitização e 850 ºC encontrada através de dilatometria (CONSTANTINO, 2016), influenciou diretamente na formação majoritária de fase martensita podendo conter também em sua composição austenita retida, bainita ou perlita (fases contendo cementita). Esta escolha resultou em um aço com maior dureza, devido à dificuldade de mobilidade das vacâncias provocada pela maior presença na fase martensita, com carbonos intersticiais deformando a sua microestrutura, provocando uma expansão volumétrica, travando a rede cristalina e reduzindo a sua capacidade de deformação, como comprova a superfície de fratura destas amostras. Por esta razão, o efeito Bake Hardening ocorreu em menor escala em relação aos aços submetidos à temperatura de 750 ºC.

55 Através das medidas de dureza foi possível concluir que a dureza final em um aço de microestrutura Dual Phase submetido à deformação de 1 mm/min (478,49 HV) foi maior do que a dureza final de um aço martensítico submetido à deformação de 10 mm/min (469,7 HV). Ou seja, é possível afirmar que a dureza resultante do efeito de Bake Hardening em um aço Dual Phase supera a dureza de um aço martensítico submetido às diferentes taxas de deformação aplicadas neste estudo.

À baixas taxas de deformação (1mm/min), a dureza das amostras de aço Dual Phase cresceu 37,10% em relação ao seu valor inicial no período de tempo de 144 horas. Com uma ordem de grandeza a mais na deformação (10mm/min), a dureza do aço aumentou apenas 23,58%, ou seja, menos do que em relação a outra taxa de deformação aplicada, mostrando que para garantir melhor potencial de Bake Hardening ao aço, é necessário reduzir a velocidade de deformação para permitir melhor eficácia dos processos difusionais (que dependem do tempo), do efeito Snoek e demais estágios do BH.

O aço Dual Phase formado a partir de recozimento intercrítico a 750 ºC com taxa de deformação de 1 mm/min apresentou maior dureza entre todas as outras amostras, mostrando que o efeito de Bake Hardening é eficaz quando a deformação ocorre lentamente, permitindo a propagação dos fenômenos difusionais por trás do efeito. Esta amostra, inclusive, supera a dureza de um aço martensítico, que é considerado um aço de alta dureza.