Estudo do desempenho do aço válvula austenítico WNr. 1.4882 (X50CrMnNiNbN21-9) laminado a quente sob diferentes níveis de deformação e temperatura

dc.contributor.advisor-co1Coury, Francisco Gil
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8609825406277730
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-0457-2087
dc.contributor.advisor1Mazzer, Eric Marchezini
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7273276940567054
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-9208-2047
dc.contributor.authorFernandes, Thaís Melo
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/6989260584360529
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-4217-8611
dc.date.accessioned2025-07-11T18:35:33Z
dc.date.issued2025-02-26
dc.description.abstractThe austenitic valve steel WNr. 1.4882 (X50CrMnNiNbN21-9) is highly alloyed with Cr, Mn, Ni with significant additions of Nb, W, C and N, it has a narrow hot rolling range temperature and is susceptible to cracking during the process. Therefore, the present work aims to study the performance of this steel produced by Villares Metals SA (steelmaker of specialty steels and alloys) when it is hot rolled under different degrees of deformation and temperatures. CALPHAD method was used to predict the precipitation temperatures, mass fractions and chemical composition of the possible phases formed during solidification and steel processing. The forming was done using wedges with geometries and effective deformation levels defined by thermomechanical simulation in Deform 3D®. The research material was rolled at temperatures of 1050, 1100, 1150, 1200 and 1230°C (+30°C in the heating furnace) using a pilot-scale rolling mill at the Villares Metals SA R&D Center. After the process, the microstructures were analyzed via optical microscopy and SEM/EDS and hardness tests were performed in regions with different levels of deformation for each temperature. The results showed that the best temperature range for hot forming of steel occurs between 1100 and 1200°C, condition in which the austenitic matrix contains significant precipitation of only Nb,Cr(C,N). Below this temperature range, there is significant formation of M23C6 at the grain boundaries and precipitation of M2N may occur at points with greater temperature loss, which can make the steel more brittle. In the wedge rolled at 1230°C, the heating temperature (1260°C) exceeded the liquidus of the alloy (1242°C in Scheil) locally in the regions with the presence of M23C6 carbides. Therefore, it is concluded that processing conditions close to the range of 1230-1260°C should also be avoided during forming.eng
dc.description.resumoO aço válvula austenítico WNr. 1.4882 (X50CrMnNiNbN21-9) é altamente ligado com Cr, Mn, Ni com adições significativas de Nb, W, C e N, possui estreita faixa de temperatura para laminação e é suscetível a trincas durante o processo. Por isso, o presente trabalho tem como objetivo estudar o desempenho desse aço produzido pela Villares Metals SA (siderúrgica fabricante de aços e ligas especiais) quando este é laminado a quente sob diferentes graus de deformação e temperaturas. Utilizou-se o método CALPHAD para a previsão das temperaturas de precipitação, frações mássicas e composição química das possíveis fases formadas na solidificação e no processamento do aço. A conformação foi feita com o uso de cunhas com geometrias e níveis de deformação efetiva definidos por simulação termomecânica no Deform 3D®. O material de pesquisa foi laminado sob as temperaturas de 1050, 1100, 1150, 1200 e 1230°C (+30°C no forno de aquecimento) utilizando um laminador em escala piloto do Centro de P&D da Villares Metals SA. Após o processo, foram analisadas as microestruturas via microscopia ótica e MEV/EDS e realizados ensaios de dureza em regiões com diferentes níveis de deformação para cada temperatura aplicada. Os resultados mostraram que a melhor faixa de temperatura para conformação do aço ocorre entre 1100 e 1200ºC, condição em que a matriz austenítica contém precipitação significativa de apenas ~2%p de Nb,Cr(C,N). Abaixo disso, tem-se a formação expressiva de M23C6 nos contornos de grão e pode ocorrer precipitação de M2N em pontos com maior perda de temperatura, o que pode tornar o aço mais frágil. Na cunha laminada a 1230°C, a temperatura de aquecimento (1260°C) ultrapassou a liquidus da liga (1242°C em Scheil) localmente nas regiões com a presença de carbonetos M23C6. Portanto, conclui-se que se deve evitar também condições de processamento próximas à faixa de 1230-1260°C durante a conformação.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.citationFERNANDES, Thaís Melo. Estudo do desempenho do aço válvula austenítico WNr. 1.4882 (X50CrMnNiNbN21-9) laminado a quente sob diferentes níveis de deformação e temperatura. 2025. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22311.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22311
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectAço válvula
dc.subjectAço austenítico nitrogenado
dc.subjectWNr. 1.4882
dc.subjectX50CrMnNiNbN21-9
dc.subjectVV50HCN®
dc.subjectConformação mecânica
dc.subjectLaminação a quente
dc.subjectAustenitic valve steeleng
dc.subjectAustenitic high nitrogen steeleng
dc.subjectWNr. 1.4882
dc.subjectX50CrMnNiNbN21-9
dc.subjectMechanical conformationeng
dc.subjectHot rollingeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
dc.titleEstudo do desempenho do aço válvula austenítico WNr. 1.4882 (X50CrMnNiNbN21-9) laminado a quente sob diferentes níveis de deformação e temperatura
dc.title.alternativeStudy of performance of austenitic valve steel WNr. 1.4882 (X50CrMnNiNbN21-9) hot rolled under different levels of deformation and temperatureeng
dc.typeDissertação

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