Influência da adição do nióbio no comportamento mecânico e microestrutural do aço SAE 6150

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Currently the automotive industry has been seeking solutions for develop steels with higher mechanical strengths, providing weight reduction of the components. In order to obtain better resistance-weight combinations there is a tendency to use micro-alloying elements such as V, Nb, Al and Ti, which are added in the steel production process, improving the mechanical properties. The use of niobium in steels with low carbon content and its effects has been widely studied for several years, as well as the contribution of this addition in refining grain and increased resistance. However, several researches are needed to establish the influence of the addition of niobium in medium and high carbon steels. In this study, the main objective is to evaluate the influence of the addition of niobium in SAE 6150 steel, for possible changes of mechanical and microstructural behavior. The steel was provided in two chemical compositions (with and without niobium) by Gerdau Special Steel Company. After the acquisition of rolled bars the following heat treatment were made, normalization, quench and temper. After heat treatments the mechanical and microestructural behavior of steels were evaluated. In the material characterization were made metallographic analysis, tensile, impact, hardness, and fatigue and fracture toughness. Tests were performed in accordance with ASTM standards in the Department of Materials and Technology of FEG.The results showed that SAE 6150 steel with addition of niobium showed better mechanical properties and a more refined microstructure. The steel with added niobium showed superior values of tensile strength. The increase of tensile strength the expected behavior for the steel with niobium was to decrease the fracture toughness, but the steel with niobium showed greater values for fracture toughness comparing the steel without niobium ... (Complete abstract click electronic access below)

Atualmente a indústria automotiva vem buscando soluções no sentido de desenvolver aços com maiores resistências mecânicas, proporcionando a redução de peso dos componentes. Tendo em vista a obtenção de melhores combinações resitência-peso, existe uma tendência de utilização de elementos microligantes como V, Nb, Al e Ti, que são adicionados no processo produtivo do aço, melhorando suas propriedades mecânicas. A utilização do nióbio em aços com baixo teor de carbono e seus efeitos tem sido amplamente pesquisada por vários anos, assim como a contribuição desta adição no refino de grão e aumento de resistência. No entanto várias pesquisas ainda são necessárias para estabelecer a influência da adição de nióbio em aços de médio e alto carbono. No presente trabalho, o principal objetivo é avaliar a influência da adição de nióbio no aço SAE 6150, verificando possíveis alterações de comportamento mecânico e microestrutural. Os aços foram fornecidos em duas composições químicas (com e sem nióbio) pela empresa Gerdau Aços Especiais. De posse das barras laminadas, foram feitos os tratamentos térmicos de normalização, têmpera e revenimento. Após os tratamentos térmicos, foram avaliados os comportamento mecânicos e microestruturais dos aços. Para a caracterização do material foram realizadas análises metalográficas, ensaios de tração, impacto, dureza e tenacidade à fratura. Os ensaios foram realizados de acordo com as normas da ASTM, no Departamento de Materiais e Tecnologia da FEG. Os resultados mostraram que o aço SAE 6150 com adição de nióbio apresentou melhores propriedades mecânicas e uma microestrutura mais refinada. O aço com adição de nióbio apresentou valores de resistência tração superiores. Com o aumento da resistência a tração o comportamento esperado para o aço com nióbio ...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)