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Estudo da descarbonetação de aços baixa liga no tratamento térmico em atmosfera controlada

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Estudo da descarbonetação de aços baixa liga no tratamento térmico em atmosfera controlada

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Título Estudo da descarbonetação de aços baixa liga no tratamento térmico em atmosfera controlada
Autor Minella, Felipe
Orientador Dick, Luis Frederico Pinheiro
Co-orientador Heck, Nestor Cezar
Data 2009
Nível Mestrado profissional
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais.
Assunto Aço
Metalografia
Simulação computacional
Tratamento térmico
Resumo Este trabalho teve o objetivo de estudar a atmosfera dos fornos de recozimento da Gerdau AEB - Charqueadas, com o intuito de avaliar suas condições, elucidar as principais reações envolvidas e propor possíveis melhorias ao processo. Foram realizadas medições da concentração do monóxido de carbono formado durante os ciclos de tratamento térmico em três tipos de aços: SAE 52100, SAE 10B22 e SAE 10B30. Foram comparados a evolução do monóxido de carbono em diferentes condições de composição química, área exposta à atmosfera de tratamento e regimes de purga de nitrogênio. O regime de purga de nitrogênio que se mostrou mais eficiente foi o realizado de forma contínua em todo o ciclo, purgas intermitentes são prejudiciais ao processo. Ainda, para o aço SAE 52100, foram estudadas as transformações da carepa e superfície do aço decorrentes dos ciclos de tratamento com a utilização da técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Foi detectada a presença de camadas de ferro metálico sobre o aço SAE 52100, indicando a redução dos óxidos presentes. Um software comercial foi utilizado para simulação das principais reações termodinâmicas propostas para o processo, verificou-se que o dióxido de carbono liberado nas reações de redução da carepa é responsável pela descarbonetação do aço durante os ciclos de esferoidização.
Abstract This work aims to study the atmospheres of annealing furnaces at Gerdau AEB - Charqueadas, in order to evaluate their conditions, to elucidate the main reactions involved and suggest possible improvements to the process. Measurements of carbon monoxide concentrations formed during heat-treating cycles have been carried out for three types of steel: SAE 52100, SAE 10B22 and SAE 10B30. The evolution of carbon monoxide was compared for different steel compositions, areas exposed to the treating atmosphere and nitrogen purge rates. The most effective nitrogen purge regime was the continuous one during all cycle. Intermittent purges are detrimental to the process. More over, as for SAE 52100 steel, scale and steel surface transformations after the heat-treating cycles have been studied by means of the Scanning Electron Microscopy (SEM). The presence of metallic iron layers imbedded in the scale of SAE 52100 was detected, indicating that oxides are reduced during the process. A commercial software was used to simulate the main thermodynamic reactions proposed for the process. The carbon dioxide formed by the scale reduction reactions is responsable for decarburizing of steel during the spheroidizing cycles.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/118872
Arquivos Descrição Formato
000968857.pdf (4.967Mb) Texto completo Adobe PDF Visualizar/abrir

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