2. Kredittderivater
4.4 Nordea
De maneira análoga aos itens anteriores, nas Figuras 34 e 35 são apresentadas imagens para um CDP submetido a 1 ciclo de tratamento, e nas Figuras 36 e 37 para um CDP submetido a 5 ciclos.
Figura 34. ZIF, ensaio de impacto, condição D – 1 ciclo
Fonte: Autora
Figura 35. Micromecanismos de Fratura, ensaio de impacto, condição D - 1 ciclo
Figura 36. ZIF, ensaio de impacto, condição D - 5 ciclos
Fonte: Autora
Figura 37. Micromecanismos de Fratura, ensaio de impacto, condição D - 5 ciclos
Fonte: Autora
A partir dos resultados obtidos do ensaio de impacto pode se verificar que houve uma diminuição da energia para as condições A e B, sendo este resultado esperado, comprovando que os mesmos sofreram efetivamente a mudança de microestrutura requerida pelo tratamento. Já as condições C e D obtiveram uma condição de tenacidade maior do que o aço
na condição de recebimento, provavelmente, pelas mudanças microestruturais provocadas pelos ciclos de tratamento, nucleando microestruturas mais dúcteis.
Houve uma melhora na tenacidade para as condições A, B e C com o aumento do número de ciclos, mas ao contrário na condição D houve um decréscimo nos valores obtidos com o aumento do número de ciclos. Segundo Anazawa et al. (2012) o ganho na tenacidade está diretamente relacionada ao aumento da quantidade de austenita retida no aço. Segundo o mesmo autor, no aço 300M uma fração volumétrica de austenita retida acima de 5% influencia para o aumento da ductilidade e tenacidade (ANAZAWA et al., 2010).
Com relação às imagens obtidas a partir das fraturas dos CDP’s é possível observar que para as condições A, B e C ocorreu um aumento da largura da ZIF das amostras com o aumento do numero de ciclos. Já a largura da ZIF da condição D diminuiu com o aumento do número de ciclos. O que explica a diminuição da energia com o aumento do número de ciclos.
Observa-se que as larguras das ZIF’s para as condições A e B apresentaram uma largura menor em comparação as condições C e D. Segundo Hein (1996), a largura ZIF tem uma relação direta com a tenacidade do material, mostrando que as amostras nas condições C e D apresentam uma maior tenacidade em relação às amostras das condições A e B. Além disso, com o aumento do número de ciclos, pode-se então observar que o aumento do número de ciclos melhorou a tenacidade dos mesmos, ou seja, diminuiu o comportamento frágil do mesmo para três condições.
Com relação aos micromecanismos de fratura nota-se que não houve mudança com o aumento do número de ciclos para nenhuma das condições observadas. Porém, houve uma mudança de micromecanismos entre as condições.
Nas condições A e B foi possível observar uma predominância de dimples rasos no ínicio e no final da fratura, sendo que com o aumento do número de ciclos as microcavidades tornamram-se um pouco mais profundas.
Já para a condição C é predominante o micromecanismo de quase-clivagem com decoesão das ripas de martensita, além de ocorrer à fratura por clivagem, sendo que para a condição D observa-se uma mudança para quase-clivagem com uma pequena formação de
dimples rasos nos contornos de grão. Com a evolução do número de ciclos, nota-se uma maior
ocorrência de regiões formadas por clivagem nas superfícies de fratura, embora ainda se observe a predominância de micromecanismo de quase-clivagem com decoesão das ripas de martensita, que se dá sem sinais evidentes de deformação plástica, seja por cisalhamento ou estiramento.
Segundo Moraes (2013), a presença de silício como elemento de liga, comprovado pela análise EDS, que formam precipitados, é uma explicação para a formação de dimples mesmo em materiais com condições de tamanha fragilidade, ou com tão baixa tenacidade observada nos ensaios de impacto.
4.4 ENSAIO DE TRAÇÃO
O ensaio de tração foi realizado, conforme dito anteriormente, em uma máquina para ensaio universal com garra mecânica. Mas devido à alta dureza dos CDP’s e aos micromecanismos de fratura houve o escorregamento durante a execução do ensaio. Portanto, todos os ensaios foram invalidados, sendo considerado apenas a análise dos micromecanismos de fratura.
4.4.1 Micromecanismos de Fratura
Após a realização dos ensaios de tração, alguns CDP’s foram levados ao MEV para uma análise dos micromecanismos de fratura. Todas as condições e todos os ciclos foram analisados, porém, são apresentadas apenas as imagens para 1 e 5 ciclos.
4.4.1.1 Condição de Recebimento
Na Figura 38 é apresentado o micromecanismo de fratura por tração de um CDP na condição de recebimento.
Figura 38. Micromecanismo de fratura por tração, condição de recebimento
Fonte: Autora
4.4.1.2 Condição A
Nas Figuras 39 e 40 são apresentados, respectivamente, os micromecanismos de fratura por tração de CDP’s submetidos a 1 e 5 ciclos de tratamento.
Figura 39. Micromecanismo de fratura, ensaio de tração, condição A - 1 ciclo
Figura 40. Micromecanismo de fratura, ensaio de tração, condição A - 5 ciclos
Fonte: Autora
4.4.1.3 Condição B
Nas Figuras 41 e 42 são apresentados, respectivamente, os micromecanismos de fratura por tração de CDP’s submetidos a 1 e 5 ciclos de tratamento.
Figura 41. Micromecanismos de fratura, ensaio de tração, condição B - 1 ciclo
Figura 42. Micromecanismo de fratura, ensaio de tração, condição B - 5 ciclos
Fonte: Autora
4.4.1.4 Condição C
Para esta condição, assim com as demais, nas Figuras 43 e 44 são apresentadas as imagens dos micromecanismos de fratura por tração de CDP’s submetidos a, respectivamente, 1 e 5 ciclos.
Figura 43. Micromecanismo de fratura, ensaio de tração, condição C - 1 ciclo
Figura 44. Micromecanismo de fratura, ensaio de tração, condição C - 5 ciclos
Fonte: Autora
4.4.1.5 Condição D
De maneira análoga aos itens anteriores, nas Figuras 45 e 46 são apresentados, respectivamente, os micromecanismos de fratura por tração de CDP’s submetidos a 1 e 5 ciclos de tratamento.
Figura 45. Micromecanismo de fratura, ensaio de tração, condição D - 1 ciclo
Figura 46. Micromecanismo de fratura, ensaio de tração, condição D - 5 ciclos
Fonte: Autora
Com relação aos micromecanismos de fratura, para as condições A e B no início da fratura por tração o micromecanismo observado foi ruptura dúctil formada por dimples rasos. Com o aumento do número de ciclos observa-se apenas um aumento na profundidade das microcavidades.
Já em relação à condição C, ocorreu uma variação em relação ao micromecanismo observado no ensaio impacto. Neste caso, para o ensaio de tração, o micromecanismo predominante foi dimples rasos.
Na condição D o micromecanismo predominante foi o quase-clivagem com decoesão das ripas de martensita, além de ocorrer à fratura por clivagem, como observado no ensaio de impacto, com o aumento do número de ciclos ocorreu à formação de dimples rasos nos contornos de grão com a evolução da trinca, caracterizando a condição de fratura mista.
4.5 DIFRAÇÃO DE RAIOS-X
Segundo Anazawa et al. (2010) o pico de austenita retida mais intenso aparece, aproximadamente, a 2θ = 43°, já o pico da ferrita aparece mais intensamente no pico por volta de 2θ = 44,8°.
Na Figura 47 é apresentada uma difratometria feita para um aço de ultra-alta resistência, que segundo Cooper e Jhones III (2002) se identifica o pico mais intenso de austenita retida aproximadamente a 2θ = 43° e o de martensita entre 2θ = 44° a 45°, com um segundo pico por volta de 2θ = 65° e um terceiro pico em torno de 2θ = 82°.
Nas Figuras 48, 49, 50 e 51 são apresentados os resultados de difratometria de raios-x para as condições descritas anteriormente. Nas imagens comparam-se todos os ciclos juntamente com a condição de recebimento.
Figura 47. Difratometria de raios-x amostra temperada
Figura 48. Difratometria de raios-x condição A e de recebimento
Figura 50. Difratometria de raios-x condição C e de recebimento
A partir dos difratogramas obtidos pode-se notar que a para a Condição de Recebimento aparecem picos para ferrita, martensita e asutenita retida. A Condição A é a que obteve uma maior quantidade de martensita, havendo uma variação não uniforme entre o número de ciclos. Nota-se que os maiores picos de martensita são identificados para 3 ciclos, não se nota variação na quantidade de austenita retida.
A Condição B, assim com a anterior, apresentou uma grande quantidade de martensita, sendo seus picos mais intensos com 3 e 4 ciclos. Assim como a condição anterior, não é possível notar modificação na quantidade de austenita retida.
A Condição C apresenta similaridade às condições anteriores, mas com uma contagem menor de martensita, o que era esperado uma vez que se trata de um tratamento intercrítico. Para 4 ciclos ocorre um grande aumento da quantidade de martensita, o que explica resultados anteriores, como nos ensaios de impacto onde se verifica maior tenacidade para 4 ciclos.
Por fim, a Condição D não apresentou grandes picos de martensita, sendo que os picos de maior intensidade foram de ferrita, o que explica o fato da diminuição da energia de impacto com o aumento do número de ciclos.
4.6 ANÁLISE MICROESTRUTURAL
Na Figura 52 é apresentada a microestrutura do aço 300M como fornecido atacado com nital 4%, mostrando uma microestrutura bastante complexa. O tratamento térmico do material fornecido foi têmpera em óleo seguido de revenimento duplo, obtendo uma microestrutura multifásica.
Figura 52. Microestrutura do aço 300M na condição de recebimento, Nital 4%
Fonte: Autora
4.6.1 Microscopia Correlativa
Foi aplicada a técnica de microscopia correlativa para as amostras nas condições A e B. As imagens foram obtidas em microscópio óptico em campo claro e utilizando filtro de luz polarizada e MEV, conforme descrito anteriormente.
4.6.1.1 Condição A
Nas Figuras 53 e 54 são apresentadas imagens de microscopia correlativa para CDP submetido a 1 ciclo, respectivamente, campo claro x MEV e luz polarizada x MEV. Nas Figuras 55 e 56 são apresentados os mesmo campos de correlativa, mas submetido a 5 ciclos.
Figura 53. Microscopia Correlativa, campo claro x MEV, condição A - 1 ciclo
Fonte: Autora
Figura 54. Microscopia Correlativa, luz polarizada x MEV, condição A - 1 ciclo
Figura 55. Microscopia Correlativa, campo claro x MEV, condição A - 5 ciclos
Fonte: Autora
Figura 56. Microscopia Correlativa, luz polarizada x MEV, condição A - 5 ciclos
Fonte: Autora
4.6.1.2 Condição B
Nas Figuras 57 e 58 são apresentadas imagens de microscopia correlativa para CDP submetido a 1 ciclo, respectivamente, campo claro x MEV e luz polarizada x MEV. Nas Figuras 59 e 60 são apresentados os mesmo campos de correlativa, mas submetido a 5 ciclos.
Figura 57. Microscopia Correlativa, campo claro x MEV, condição B - 1 ciclo
Fonte: Autora
Figura 58. Microscopia Correlativa, luz polarizada x MEV, condição B - 1 ciclo
Figura 59. Microscopia Correlativa, campo claro x MEV, condição B - 5 ciclos
Fonte: Autora
Figura 60. Microscopia Correlativa, luz polarizada x MEV, condição B - 5 ciclos
Fonte: Autora
Com a microscopia correlativa foi possível identificar melhor as microestruturas presentes, podendo-se observar uma predominância de martensita para ambas as condições, mostrando que houve uma mudança de microestrutura, em comparação a de recebimento. Logo a têmpera para ambas as condições foi bem sucedida, com maior restrição à formação de bainita.
Porém apenas utilizando o ataque com Nital 4%, mesmo usando a técnica de luz polarizada, não foi possível identificar outras fases presentes, sendo necessários outros ataques para destacar as mesmas.
4.7 MEDIÇÃO DO TAMANHO DE GRÃO
Foram realizados testes com alguns reagentes descritos na literatura como “reagentes para destacar contorno de grão”, porém, devido às condições de tratamentos térmicos aplicados, não foi possível obter resultado positivo em nenhum dos testes. Logo, para realizar a medição do tamanho de grão foi necessária a utilização de um recurso do programa ImageJ, descrito anteriormente no capítulo 3, subtítulo 3.9.
Na Figura 61 são apresentados os grãos que foram considerados na contagem, pelo programa, neste caso para uma amostra temperada a 900°C/ água / 2 ciclos.
Na Tabela 5 são apresentados os valores médios do tamanho de grão para cada amostra analisada.
Figura 61. Medição do tamanho de grão, ImageJ, 900°C / água, 2 ciclos
Tabela 5. Medidas da área média do tamanho de grão, condições A e B Tipo de Condição ciclos nº de Área média (µm²) Desvio Padrão Área Máxima (µm²) Área Mínima (µm²) A 1 47,9 35,7 122,9 9,7 2 37,2 35,7 155,7 1,7 3 34,8 33,8 146,3 0,8 4 47,7 38,4 161,9 5,3 5 25,4 19,9 65,5 4,7 B 1 39,0 36,3 151,1 6,9 2 47,7 40,7 154,5 3,0 3 38,4 35,5 106,8 2,2 4 31,2 26,6 123,9 0,8 5 39,5 37,5 182,7 4,3 Fonte: Autora
A partir dos resultados obtidos pode-se observar que para a Condição A ocorre uma diminuição do tamanho de grão com o aumento do número de ciclos. Este fato ajuda a explicar os resultados obtidos no ensaio de impacto, onde a energia aumenta com o aumento do número de ciclos.
Já o tamanho do grão na Condição B não mudou linearmente, sendo que para 4 ciclos foi a condição que apresentou o menor tamanho de grão. Mas, mesmo assim, é possível verificar que com o aumento do número de ciclos há uma diminuição do tamanho do grão, conforme esperado.