Relação entre mudanças microestruturais durante o processo de envelhecimento e dureza

 

Durante o processo de envelhecimento em temperatura média entre 150 - 250 graus, uma série de mudanças microestruturais ocorrem dentro do aço NK/KE. À medida que a temperatura aumenta e o tempo passa, os elementos da liga precipitam a uma certa taxa para formar precipitados. A formação e o crescimento destes precipitados impedirão o movimento das discordâncias. O aumento do grau de obstrução do movimento da luxação está intimamente relacionado ao aumento da dureza. Por exemplo, quando as discordâncias são difíceis de mover na rede, a resistência do material à deformação é aumentada e, assim, a dureza aumenta.

 

Ao mesmo tempo, o envelhecimento em temperatura média também pode levar a mudanças na estrutura dos limites dos grãos. O arranjo atômico e o estado de energia nos limites dos grãos mudarão, afetando o movimento dos limites dos grãos e a emissão e absorção de discordâncias nos limites dos grãos. Isto também tem impacto na dureza do material porque o efeito de reforço dos contornos dos grãos também é um fator importante na determinação da dureza do material.

 

Efeito do tempo de envelhecimento em temperatura média na dureza

 

Dureza Inicial - Estágio crescente: Na fase inicial do envelhecimento em média temperatura, à medida que o tempo de envelhecimento aumenta, a dureza aumenta gradativamente. Por exemplo, nas primeiras 5 - 10 horas de envelhecimento a 180 graus, à medida que os precipitados começam a se formar e aumentam gradualmente em número, a resistência ao movimento de discordância aumenta continuamente e a dureza do aço NK/KE pode ter uma resistência relativamente aumento óbvio. A taxa deste aumento está relacionada com os tipos e conteúdos dos elementos de liga. Se o aço contiver mais elementos de liga que sejam fáceis de formar precipitados, como nióbio e vanádio, a velocidade de aumento da dureza poderá ser mais rápida.

 

Estágio Estável Intermediário: Quando o tempo de envelhecimento atinge um determinado nível, geralmente em torno de 10 - 20 horas (o tempo específico varia dependendo de fatores como temperatura e composição do aço), a taxa de aumento da dureza diminuirá gradualmente. Neste momento, o crescimento dos precipitados e a interação dos deslocamentos atingem um estado relativamente equilibrado. Nesta fase, a dureza permanece basicamente estável ou apresenta apenas ligeiras flutuações. Por exemplo, por volta de 15 horas de envelhecimento a 200 graus, a dureza do aço NK/KE pode permanecer relativamente estável em um nível alto, porque o número e o tamanho dos precipitados tornaram-se relativamente estáveis, e a resistência ao movimento de discordância não tem mais mudanças óbvias.

 

Possível mais tarde - redução de estágio: Se o tempo de envelhecimento for muito longo, poderá ocorrer uma diminuição da dureza. Isso ocorre porque o envelhecimento excessivo levará ao engrossamento e à aglomeração de precipitados, permitindo que as discordâncias contornem os precipitados mais facilmente, reduzindo assim a resistência ao movimento das discordâncias. Por exemplo, após envelhecimento a 230 graus por mais de 30 horas, a dureza do aço NK/KE pode começar a diminuir devido ao engrossamento dos precipitados. No entanto, esta situação precisa ser avaliada de acordo com tipos específicos de aço e condições de envelhecimento. A diminuição na dureza de alguns aços após o envelhecimento a longo prazo pode ser relativamente pequena.

 

 

 

 

 

Composição Química de Força Geral NK/KE
Nota	O elemento máximo (%)
	C	Si	Mn	P	S	AL
NK/KE	0.18	0.35	0.70	0.035	0.035	0.015

 

 

Efeito da temperatura de envelhecimento em média temperatura na dureza

 

 

 

Moderado - faixa de temperatura (200 - 230 graus): Esta é uma faixa de temperatura ideal para envelhecimento em temperatura média. Tomando como exemplo 220 graus, a esta temperatura, a velocidade de difusão atômica é moderada e os precipitados podem crescer até um tamanho apropriado dentro de um tempo apropriado, impedindo efetivamente o movimento das discordâncias. O envelhecimento nesta faixa de temperatura pode aumentar significativamente a dureza. Por exemplo, em comparação com o aço NK/KE sem tratamento de envelhecimento, após envelhecimento a 220 graus durante 15 - 20 horas, a dureza pode aumentar em cerca de 30% - 50%, permitindo que o material resista melhor à indentação da superfície e deformação por desgaste.

 

Faixa de temperatura mais alta (230 - 250 graus): À medida que a temperatura se aproxima de 250 graus, a velocidade de difusão atômica acelera e a velocidade de crescimento dos precipitados também se torna mais rápida. Embora a dureza aumente rapidamente na fase inicial do envelhecimento, porque os precipitados são propensos ao crescimento excessivo, a resistência ao movimento de deslocação pode diminuir na fase posterior, fazendo com que a dureza diminua ou o crescimento diminua. Ao envelhecer a 240 graus, a dureza pode atingir um valor relativamente alto em um tempo relativamente curto (por exemplo, 10 - 15 horas), mas se o envelhecimento continuar, a dureza pode não aumentar ou mesmo diminuir devido ao engrossamento de precipitados.

 

 

 

 

 

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