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metadata.dc.type: Dissertação
Title: In situ study of AISI 304 and AISI 430 stainless steel using synchrotron light
metadata.dc.creator: Senra, Ana Luísa Terasawa
metadata.dc.contributor.advisor1: Cintho, Osvaldo Mitsuyuki
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Quintero, John Jairo Hoyos
metadata.dc.contributor.referee1: Hupalo, Márcio Ferreira
metadata.dc.contributor.referee2: Tavares, Sérgio Souto Maior
metadata.dc.description.resumo: A deformação criogênica tem sido amplamente estudada devido às possíveis melhorias de propriedades geradas, como aumento de resistência mecânica e ductilidade. As melhorias ocorrem em consequência da supressão parcial da recuperação dinâmica, a qual gera refino microestrutural e aumento da microdeformação, os quais ocorrem devido ao aumento da densidade de defeitos internos. Para o estudo foram utilizados dois aços inoxidáveis, AISI 304 e AISI 430, sob quatro taxas de deformação. A estação experimental XTMS do LNLS do CNPEM permitiu a realização de testes de tração simultaneamente à difração de raios X, fornecendo informações in situ dos fenômenos e alterações microestruturais que ocorrem durante a deformação. As análises das superfícies de fratura foram essenciais para entender o fenômeno de transição dúctil frágil no AISI 430, o que indicou condições no limiar da transição dúctil-frágil. Uma taxa de deformação adicional foi utilizada a fim de ultrapassar o ponto de transição. Os resultados mecânicos mostraram que a redução na temperatura tem efeito similar ao aumento na taxa de deformação, sendo que estas alterações geraram um aumento na resistência à tração para o aço AISI 430. Entretanto, as quatro taxas de deformação utilizadas inicialmente não apresentaram grande impacto no resultado mecânico, mas quando analisada a superfície de fratura viu-se uma competição entre os mecanismos dúcteis de fratura e clivagem. Para o aço AISI 304, em temperatura criogênica, foi possível verificar a mudança na forma da curva de tensãodeformação, havendo perda de ductilidade e aumento de resistência, sendo um efeito da transformação martensítica. A transformação de fase em temperatura ambiente ocorre com maiores deformações do que para a temperatura criogênica, sendo esse o efeito do aquecimento adiabático o qual estabiliza a austenita. A microdeformação nos planos da austenita reduziu durante a deformação plástica, indicando a presença de recuperação dinâmica. Para o AISI 430, o tamanho de cristalito indicou que em temperatura criogênica houve maior refino microestrutural.
Abstract: The cryogenic deformation has been extensively studied due to the possible improvements of generated properties, such as an increase in mechanical resistance and ductility. The gains occur as a consequence of the partial suppression of dynamic recovery, which produces microstructural refining and increases microstrain, due to an increase of internal defect density. Two stainless steels, AISI 304 and AISI 430, were used for the study under four strain-rates. The XTMS experimental station allowed tensile tests simultaneously to X-ray diffraction, providing in situ information of phenomena and microstructural changes that occur during deformation. The analysis of fracture surfaces was essential to understand the ductile-brittle transition phenomenon on AISI 430 steel, which indicated conditions at the threshold of the ductile-brittle transition. An additional strain rate was used to overcome the transition point. The mechanical results showed that the decrease in temperature has a similar effect on the increase in strain rate, and these changes generated an increase in tensile strength for AISI 430 steel. However, the four initials strain rates, there was no significant impact on the mechanical result, but when the fracture surface was analysed, there was a competition between the cleavage and ductile fracture mechanisms. For the AISI 304 steel, at cryogenic temperature, it was possible to verify a change in the shape of the stress-strain curve, with loss of ductility and increase of resistant, being an effect of the martensitic transformation. For the AISI 304 steel, phase transformation at room temperature occurs with higher strain than for the cryogenic temperature, due to the effect of the adiabatic heating, which stabilises austenite. The microstrain in the austenite planes decreased during the plastic deformation, indicating the presence of dynamic recovery. For the AISI 430, the crystallite size indicated that at cryogenic temperature there was greater microstructural refining.
Keywords: Cryogenic deformation
martensitic transformation
ductile-brittle transition
strain rate
X-ray diffraction
Deformação criogênica
transformação martensítica
transição dúctil-frágil
taxa de deformação
difração de raios X
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Estadual de Ponta Grossa
metadata.dc.publisher.initials: UEPG
metadata.dc.publisher.department: Departamento de Engenharia de Materiais
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências de Materiais
Citation: SENRA, Ana Luísa Terasawa. In situ study of AISI 304 and AISI 430 stainless steel using synchrotron light. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência dos Materiais) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2019.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/2963
Issue Date: 29-Jul-2019
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