Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/56645
Title in Portuguese: Estudo e desenvolvimento de método de seleção de variantes cristalográficas na transformação ϒ-α’ e ϒ-ε de aços com elevado teor de Mn
Title: Study and development of a method for the selection of crystallographic variants in the ϒ-α ’and ϒ-ε transformation of steels with high Mn content
Author: Andrade, Tathiane Caminha
Advisor(s): Abreu, Hamilton Ferreira Gomes de
Keywords: Seleção de variantes
Aços ao Mn
Martensita α’
Martensita ε
Issue Date: 2020
Citation: ANDRADE, Tathiane Caminha. Estudo e desenvolvimento de método de seleção de variantes cristalográficas na transformação ϒ-α’ e ϒ-ε de aços com elevado teor de Mn. 2020. 151 f. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência de Materiais) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Materiais, Fortaleza, 2020.
Abstract in Portuguese: Os materiais policristalinos possuem uma propriedade conhecida como textura cristalográfica. Pode-se defini-la como uma orientação preferencial dos cristais de um material. Materiais que apresentam textura podem apresentar propriedades, tais como mecânicas, elétricas e magnéticas que variam com essa orientação. A relação de orientação entre fases também é uma propriedade importante a ser investigada e isso pode ser realizado através da textura das fases mãe e produto. Os aços com Mn podem formar diversas fases importantes, inclusive martensitas α’ e ε. A textura e a relação de orientação entre essas fases produto e mãe (austenita) ainda podem ser melhor compreendidas. Este trabalho busca a análise da seleção de variantes na relação de orientação em aços com adições de Mn (liga 1 com 29Mn-0,15C, liga 2 com 20Mn-0,2C, liga 3 com 11Mn-0,2C e liga 4 com 5Mn-0,15C). Esse estudo foi dividido em duas seções. A primeira foi de caracterização dos materiais, ensaio de compressão a quente para induzir a seleção de variantes e análise de relação de orientação, para descrever o comportamento das martensitas formadas. Nesta seção, os resultados de caracterização mostraram que a liga 1 inicialmente com austenita e martensita ε, transformada por deformação, após compressão apresentou apenas austenita. Liga 2 e liga 3 possuíram martensita ε antes e depois da compressão e liga 3 apresentou martensita α’ também. Liga 4 apresentou uma microestrutura composta inteiramente de martensita α’. As relações de orientação estudadas nesses materiais foram de Kurdjumov-Sachs entre austenita e martensita α’, Shoji-Nishiyama entre austenita e martensita ε e Burgers entre martensita α’ e martensita ε. A segunda seção foi a de desenvolvimento, avaliação comparativa e aplicação dos programas de seleção de variantes, onde foi possível simular a seleção de variantes de materiais sujeitos à tensão uniaxial externa. Os materiais analisados possuíam valores crescentes de Mn, sendo possível, a análise de aços que apresentaram apenas martensita α’, apenas martensita ε e aquele que apresentou as duas transformações martensíticas. Os modelos utilizados nesta tese foram o de Patel-Cohen e o de Humbert, para as transformações martensíticas α’ e ε. As análises comparativas com artigos já publicados mostraram que foi possível melhorar o código do modelo de Patel-Cohen, corrigindo um erro no cálculo das variantes. Para a aplicação dos modelos de seleção de variantes nos aços de alto Mn, os resultados mostraram que os programas desenvolvidos obtiveram bons resultados, conseguindo prever os locais das variantes com mais alta intensidade para as duas martensitas.
Abstract: Polycrystalline materials exhibit a property known as crystallographic texture. It is defined as the preferred orientation of the crystals of a material. Textured materials display other properties, such as mechanical, electrical and magnetic qualities, that may vary along with the orientation. The orientation relationship between phases is also an important property to be investigated, which can be done through the analyses of the texture of the mother and product phases. Mn steels can form several important phases, including martensites α’ and ε. The texture and the orientation relationship between the product phase and the mother phase (austenite) can still be better understood. This work aims to analyze the variant selection on orientation relationship in steels with Mn additions (alloy 1 with 29Mn-0.15C, alloy 2 with 20Mn-0.2C, alloy 3 with 11Mn-0.2C, and alloy 4 with 5Mn-0.15C). This study was divided into two sections. The first section includes the material characterization, a hot compression test to induce the variant selection, and the analysis of the orientation relationship, all to describe the behavior of martensites. In this section, the results from the characterization showed that alloy 1, initially with austenite and ε-martensite induced by deformation, presented only austenite after compression. Both alloy 2 and alloy 3 had ε-martensite before and after compression, whereas alloy 3 also presented α’-martensite. Alloy 4 presented a microstructure composed entirely of α’-martensite. We characterized the orientation relationship studied in these materials as Kurdjumov-Sachs between austenite and α’-martensite, Shoji-Nishiyama between austenite and ε-martensite, and Burgers between α’-martensite and ε-martensite. The second section comprises the development, comparative evaluation and application of variant selection programs, in which it was possible to simulate the variant selection of materials subject to external uniaxial stress. The analyzed materials had gradual Mn values, which enabled the categorization of steels in presenting only α’-martensite, only ε-martensite, and both martensitic transformations. In this thesis, we used the models of Patel-Cohen and Humbert for the martensitic transformations α 0 and ε, respectively. Comparative analyses with already published articles showed that it was possible to improve the code of the Patel-Cohen model, correcting an error in the calculation of the variants. For the application of the variant selection models in high-Mn steels, the results showed that the developed programs yield good results, which made it possible to predict the locations of the variants with the highest intensity for the two martensites.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/56645
metadata.dc.type: Tese
Appears in Collections:DEMM - Teses defendidas na UFC

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
2020_tese_tcandrade.pdf28,1 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.