Sample records for strain hardening
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Efeito do nitrogênio na usinabilidade do aço inoxidável austenítico: uma avaliação utilizando a técnica da esclerometria pendular instrumentada

Tschiptschin, André Paulo; Garzón, Carlos Mario; Lopez, Diana Maria
2007-03-01

Resumo em português Os aços inoxidáveis de alto teor de nitrogênio constituem hoje uma classe promissora de materiais de engenharia. Quando se adiciona nitrogênio aos aços austeníticos, consegue-se aumentar, simultaneamente, a vida em fadiga, a resistência mecânica, a resistência ao desgaste e à corrosão. Nesse trabalho, estudam-se a resistência ao desgaste e a usinabilidade de um aço inoxidável austenítico UNS S30403 nitretado em alta temperatura. A nitretação gasosa em alt (mais) a temperatura (1200ºC) em atmosferas (N2+Ar) foi realizada para obter amostras com teores crescentes de nitrogênio na superfície, desde 0,05 até aproximadamente 0,45% em peso. Os ensaios de esclerometria foram realizados em um pêndulo instrumentado de um único passe, com possibilidade de medir as forças normais e tangenciais durante o ensaio. A energia específica absorvida foi calculada através da relação entre a energia absorvida no ensaio e a perda de massa observada no ensaio. Observou-se que o aumento do teor de nitrogênio causou um aumento da energia específica absorvida. Os resultados dos ensaios foram analisados levando em consideração o comportamento da curva tensão deformação desses aços, inferida a partir de ensaios de indentação instrumentada, e da energia absorvida em ensaios de impacto Charpy. O aumento da resistência ao risco e a diminuição da usinabilidade devida à adição de nitrogênio foram atribuídos ao forte efeito endurecedor do nitrogênio em solução sólida, sem afetar, significativamente, a taxa de encruamento e a tenacidade. Resumo em inglês High nitrogen stainless steels (HNSS) are being considered a new promising class of engineering materials. When nitrogen is added to austenitic steels it can simultaneously improve fatigue life, strength and wear and localized corrosion resistance. In this work, a single pass pendulum scratch test was used to study the effect of nitrogen on the scratch resistance and on the machinability of an UNS S30403 austenitic stainless steel. Samples with increasing nitrogen content (mais) s at the surface were obtained through high temperature gas nitriding. The thermochemical treatments were performed at 1473 K in (N2+Ar) gas atmospheres for 36.0 ks, obtaining fully austenitic cases (surface nitrogen contents up to 0.5 wt%) ca. 1.5 mm in depth. The scratch tests were performed in a single-pass pendulum, equipped with strain gages to measure normal and tangential forces during scratching. The specific absorbed energy was calculated as the ratio between the measured absorbed energy and the amount of mass removed from the specimen. An increase of the specific absorbed energy with increasing nitrogen content was observed. The results of the scratch tests were analyzed taking into account the stress-strain behavior during depth sensing indentation tests and the energy absorbed during Charpy impact tests. The improvement in scratch resistance due to nitrogen alloying was attributed to the strong hardening effect of nitrogen in solid solution, which does not affect significantly foundry hardening and toughness. A comparison between the scratch resistance and the pitting-erosion resistance, measured in previous work, was made too.

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Comportamento plástico do aço inoxidável austenítico em baixa temperatura

Antunes, Augusto Eduardo Baptista; Antunes, Lidia Mikiko Doi
2007-03-01

Resumo em português Ensaios de tração uniaxiais foram empregados para deformar aços inoxidáveis austeníticos do tipo 304, em diferentes temperaturas abaixo da ambiente (de 77 K a 300 K). A relação entre a estabilidade da austenita e o encruamento, em função da temperatura de teste, é discutida quanto à transformação martensítica induzida por deformação e ao deslizamento de discordâncias na austenita. Em curvas tensão-deformação que assumem a equação de Ludwik sigma = si (mais) gmao + képsilonn, na qual sigma é a tensão verdadeira e e a elongação plástica verdadeira, um modo conveniente para analisar o encruamento é por meio do diagrama log dsigma / dépsilon versus log épsilon. O aspecto significativo é a variação da taxa de encruamento dsigma / dépsilon com a elongação plástica verdadeira nas diferentes temperaturas. As mudanças no comportamento do encruamento motivando até três estágios de deformação são associadas a diferentes processos microestruturais. A transformação martensítica pode ser considerada como um processo de deformação que compete com o processo usual de deslizamento. A investigação desses estágios, na região plástica, produz uma referência qualitativa de como diferentes fatores, tais como o grau de deformação, temperatura e composição química da austenita, afetam a transformação austenita-martensita. Resumo em inglês The Uni-axial tensile strength test was used for loading austenitic stainless steel of type 304 at different temperatures below room temperature (from 77 K to 300 K). The relation between austenite stability and work hardening, as affected by testing temperature, is discussed in terms of the relationship between the strain-induced martensitic transformation, which occurs during plastic deformation, and the dislocation slip in austenite. In stress-strain curves that assume (mais) the Ludwik equation sigma = sigmao + kepsilonn, where s is the true stress and e the true plastic strain, a meaningful way to analyze work hardening is by plotting log dsigma / depsilon against log epsilon. A significant aspect is the variation of the work hardening rate ds/de with the true plastic strain at different temperatures. The changes in work hardening behavior, which provoked up to three deformation stages, may be associated with different micro-structural processes. The martensitic transformation may be regarded as a deformation process that competes with the usual slip process. The investigation of these stages within the plastic range gives a qualitative picture of how different factors, such as the degree of deformation, temperature and chemical composition of austenite affect the austenite-martensite transformation.

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