Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20202241
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

AN APPLICATION OF MICROALLOYING AND CONTROLLED ROLLING IN SBQ* LONG PRODUCTS

APLICAÇÃO DE AÇOS MICROLIGADOS E LAMINAÇÃO CONTROLADA EM PRODUTOS DE AÇOS LONGOS SBQ

Rafael Stella Galdino, Carolina Conter Elgert, Marcos Paulo da Silveira, Messias Prado de Almeida, José Roberto Bolota, Samuel Henrique Freese

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Abstract

Microalloyed steels have been intensely studied as an alternative to increase strength by grain refinement and/or precipitation hardening. Long steel products have a wide range of opportunities to apply well-defined principles of controlled rolling (CR) in order to increase strength and toughness with reduced costs. To evaluate the effect of microalloying elements as Nb and Ti with thermomechanical treatment, three conditions were tested: DIN 20MnCrS5 with hot rolling (HR), DIN 20MnCrS5 with Nb and CR and DIN 20MnCrS5 with Nb+Ti and CR. Austenitic grain size, obtained by direct quenching after rolling, has shown a decrease 32% with Nb addition, and 29% when Nb and Ti was added. Controlled rolling generated higher grain refinement and pancacked grains near the surface. When comparing ferritic grain size, controlled rolling plus niobium and titanium additions resulted in significant reduction of 35%. Yield strength increased 15% with microalloying and CR and more than 350% in impact toughness, even at -40°C.

Keywords

Controlled rolling; Niobium; Long products; Grain size.

Resumo

Os aços microligados têm sido intensamente estudados como uma alternativa para aumento de resistência mecânica, através de refino de grão e/ou por precipitação. Produtos de aços longos possuem uma ampla gama de oportunidades de aplicação dos princípios de laminação controlada (CR) com o objetivo de aumento de resistência e tenacidade com custos competitivos. Para avaliar o efeito de microligantes como Nb e Ti com laminação controlada foram testadas 3 condições: DIN 20MnCRS5 com laminação a quente (HR), DIN 20MnCrS5 com adição de Nb e CR, e DIN 20MnCrS5 com adição de Nb+Ti e CR. O tamanho de grão austenítico, obtido por têmpera direta após laminação, foi reduzido em 32% com a adição de Nb, e 29% quando considerada a adição de Nb+Ti. A laminação controlada gerou maior refino de grão e panquecamento dos grãos próximo à superfície. Quando comparado o tamanho de grão ferrítico dos aços, a laminação controlada em conjunto com a adição de nióbio e titânio resultou em uma redução de 35% desta característica. O uso de microligantes e CR aumentou em 15% o limite de escoamento e mais de 350% a tenacidade ao impacto, até mesmo a -40°C.

Palavras-chave

Laminação controlada; Nióbio; Produtos longos; Tamanho de grão.

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Submetido em:
30/11/2019

Aceito em:
18/05/2020

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