Efeito de flutuações de composição química nas transformações dos aços: aplicação a um aço-ferramenta DIN X 38 CrMoV 51

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Ciência dos Materiais, especialidade de Metalurgia, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Propõe-se, um método alternativo para a caracterização de flutuações de composição química nos aços. Para esse fim, é utilizado o desvio observado na cinética martensítica relativamente à cinética proposta por Koistinen-Marburger (considerada, à partida, como válida em aços de composição homogénea). Desse modo, as flutuações de composição serão traduzidas por flutuações na temperatura Ms. Para o efeito, considerou-se que a temperatura Ms segue uma distribuição gaussiana. A metodologia proposta foi aplicada a um aço-ferramenta laminado a quente, apresentando uma estrutura bandeada de grau considerado como mediano. A avaliação da cinética martensítica do aço foi efectuada por dilatometria. Após conversão do desvio padrão de Ms num desvio padrão para o teor de carbono equivalente, a comparação dos resultados obtidos por este método, com os resultados obtidos por microanálise química e microdurezas Vickers, foi satisfatória. A caracterização das bandas de segregação no material (por metalografia, microanálise química, microdurezas Vickers e métodos topográficos sobre amostras temperadas), pôs em evidência diferentes níveis de flutuações (traduzidos pelo comprimento de onda médio). Nomeadamente, verificou-se que o comprimento de onda médio para as flutuações químicas do carbono e dos elementos carburígenos era diferente. Esta conclusão veio reforçar o interesse numa caracterização mais precisa da distribuição do carbono, dada a importância desse elemento nas transformações de fase dos aços. Paralelamente, efectuou-se um estudo teórico das variações dimensionais associadas às transformações observadas no tratamento térmico desse aço-ferramenta. Para esse fim, utilizaram-se dados cristalográficos encontrados na literatura para as fases intervenientes. O efeito das variações de composição nas soluções sólidas foi também considerado. Este estudo permitiu uma melhor interpretação das curvas dilatométricas observadas nos respectivos ciclos térmicos.