TEXTURA DE RECRISTALIZAÇÃO DE AÇOS ELÉTRICOS SEMI-PROCESSADOS APÓS O PASSE DE

ENCRUAMENTO1

Marcos Flávio de Campos2

Taeko Yonamine2

Marcos Fukuhara2

Fernando José Gomes Landgraf3Frank Patrick Missell2,4

RESUMO Aços elétricos semi-processados com 2 composições químicas diferentes, 0,5 e 1,5% Si foram submetidos a diferentes passes de encruamento, entre 4 a 12% de redução. A textura foi analisada por EBSD. Os diferentes passes de encruamenteo geraram grãos recristalizados na faixa de 70 a 600 microns. Descobriu-se que, mesmo com extrema variação do tamanho de grão - 70 a 600 microns - (medidas paralelamente à superficie da chapa), a textura de recristalização é pouco afetada, e consiste basicamente em fibras {111} <uvw>, <110>//DL e Goss (110) [001]. Diferentes composições químicas - 0,5 e 1,5% Si - pouco afetam a textura de recristalização. Palavras chave: aços elétricos, textura, EBSD __________________________________________________________________ e_mail: mfcampos@inmetro.gov.br 1) Artigo submetido ao 3º Workshop de Textura, 4 e 5 de setembro de 2006, São Paulo SP 2) Inmetro – Dimci/Dimat (Prédio 3). Av. Nossa Senhora das Graças 50 (Xerém), cep 25250-020, Duque de Caxias RJ 3) Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Av. Prof. Mello Moraes, 2463, cep 05508-900, São Paulo SP 4) Universidade de Caxias do Sul, Caxias do Sul, RS

61

1 Introdução O processamento de aços elétricos “semi-processados” inclui uma etapa denominada “recozimento final” que tem, como um dos principais objetivos, chegar ao tamanho de grão ótimo (100-150 μm) para minimizar as perdas energéticas [1]. Textura é outra variável que pode influenciar consideravelmente perdas [1]. O objetivo do presente trabalho é investigar como diferentes passes de encruamento afetam a textura de recristalização final. O efeito da composição (teor de Si) também foi avaliado. 2 Materiais e Métodos Aços elétricos semi-processados com duas diferentes composições químicas foram submetidos a diferentes passes de encruamento (“skin-passes”), entre 4 e 12% de redução. As ligas estudadas foram i) A (0.52 wt.% Si, e resistividade = 20.5 μΩ cm ) and ii) B (1.53 wt.% Si e resistividade = 32.2 μΩcm). Após um recozimento a 760oC por uma hora, foram obtidos diferentes tamanhos de grão recristalizado. A textura cristalográfica foi medida em microscópio eletrônico de varredura (MEV) FEI Quanta 200 SEM (“Scanning Electron Microscope”) equipado com sistema da TSL para análise EBSD (“Electron-Back-Scattered Diffraction Pattern”). O tamanho de grão médio foi medido paralelamente à seção transversal da chapa, pelo método do intercepto. A figura com o código de cores da figura de polo inversa, necessária para a compreensão das varreduras OIM mostradas nas Figuras 2b, 3b, 4b e 5 é apresentada na Figura 1.

Figura 1. Código de cores para a interpretação das varreduras OIM-EBSD apresentadas nas Figuras 2b, 3b, 4b, e 5.

62

3 Resultados e Discussão

(a)

(b)

Figura 2. Amostra submetida a 4% redução. Tamanho de grão 604 μm. (a) ODF corte ϕ2=45o, notação de Bunge. (b) varredura OIM para essa região (ver código de cores da Figura 1)

63

(a)

(b)

Figura 3. Amostra submetida a 8% redução. Tamanho de grão 190 μm. (a) ODF corte ϕ2=45o, notação de Bunge. (b) varredura OIM para essa região (ver código de cores da Figura 1)

64

(a)

(b) Figura 4. Amostra submetida a 12% redução. Tamanho de grão 69 μm. (a) ODF corte ϕ2=45o, notação de Bunge. (b) varredura OIM para essa região (ver código de cores da Figura 1)

65

(a)

(b)

(c)

Figura 5. Varreduras OIM-EBSD para as amostras com 1,5% Si. (a) Amostra submetida a 3% redução. Tamanho de grão 480 μm. (b) Amostra submetida a 7% redução. Tamanho de grão 231 μm. (c) Amostra submetida a 12% redução. Tamanho de grão 71 μm.

66

(a)

(b)

(c)

Figura 6. ODF corte ϕ2=45o, notação de Bunge para as amostras com 1,5% Si. (a) Amostra submetida a 3% redução. Tamanho de grão 480 μm. (b) Amostra submetida a 7% redução. Tamanho de grão 231 μm. (c) Amostra submetida a 12% redução. Tamanho de grão 71 μm.

67

A textura de todas as amostra é muito parecida, com duas fibras {111} <uvw> e <110>//DL (DL=Direção de Laminação), além de Goss (110) [001] como os principais componentes de textura (ver Figuras 2 a 6). A textura é muito semelhante à de outros aços elétricos comerciais [2,3]. Notar que a fibra <110>//DL é incompleta, ou seja, o componente {110} <110> está ausente, e isso está de acordo com o tipicamente observado em aços [4,5]. Os dados obtidos (ver Figuras 2 a 6) apontam uma leve tendência à maior quantidade de Goss nas amostras com menor redução (Figuras 2a e 6a). Como praticamente a mesma textura foi obtida para todas as várias diferentes deformações, isso aponta para um único mecanismo de recristalização para todas amostras: Recristalização primária, iniciando em regiões com alta energia armazenada durante a deformação. SIBM (“Strain Induced Grain Boundary Migration”) [6], ou “migração de contorno induzida por deformação” não parece ser o mecanismo, pois se supõe que orientações com baixa energia armazenada na deformação (ou seja, baixo Fator de Taylor) dominariam neste caso, mas isso não é observado (ver Figuras 2 a 6). Além disso, se SIBM fosse o mecanismo de recristalização, significantes variações na textura provavelmente ocorreriam, como função da quantidade de deformação. Concluindo, o provável mecanismo é recristalização primária, começando nas regiões mais fortemente deformadas dos grãos nas chapas de aço laminado. Estudos com MET (Microscopia Eletrônica de Transmissão) em aços elétricos levemente deformados (4-8% de redução) [7] mostraram que, no interior de um mesmo grão, há regiões com considerável deformação (alta densidade de discordâncias), e outras quase livres de deformação (baixa densidade de discordâncias). Grandes heterogeneidades de deformação, implicando em grandes heterogeneidades quanto à energia armazenada durante a deformação, são observadas mesmo para deformações muito pequenas, menores que 4% de redução. Adicionalmente, a técnica EBSD tem mostrado que mesmo pequenas deformações plásticas (~10%) originam contornos de alto ângulo, prováveis núcleos para recristalização [8].

4 Conclusões Mesmo com extrema variação do tamanho de grão - 70 a 600 microns, a textura de recristalização é pouco afetada, e consiste basicamente em fibras {111} <uvw>, <110>//DL e Goss (110) [001]. Diferentes composições químicas - 0,5 e 1,5% Si - pouco afetam a textura de recristalização. Os resultados indicam que o mecanismo de recristalização é recristalização primária, começando nas regiões mais fortemente deformadas dos grãos. Os presentes resultados, em conjunto com outros resultados de MET [7] e de análise EBSD [8] da microestrutura de materiais deformados, permitem questionar a relevância do mecanismo SIBM (“Strain Induced Grain Boundary Migration”) ou “migração de contorno induzida por deformação” para a recristalização primária. Agradecimentos CNPq-Prometro, FINEP, CNPq-CTEnerg.

68

Referências [1] M. F. de Campos, J. C. Teixeira, F. J. G. Landgraf. Journal of Magnetism and

Magnetic Materials 301 (2006) 94-99. [2] J. Park, J. A. Szpunar, S. Cha. Mater. Sci. Forum, 408–412 (2002), 1263-1268. [3] M. F. de Campos, F. J. G. Landgraf, I. G. S. Falleiros, G. C. Fronzaglia, H. Kahn.

ISIJ Int. 44 (2004) 1733-1738. [4] R. K. Ray, J. J. Jonas, R. E. Hook. Int. Mat. Rev., 39 (1994) 129-172. [5] M. F. de Campos. Microestrutura, textura e propriedades magnéticas em aços

elétricos. Tese de Doutorado. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, fevereiro de 2000.

[6] K. Murakami, J. Tarasiuk, H. Regle, B. Bacroix. Mater. Sci. Forum, 467–470 (2004), 893-898.

[7] C. A. Correa, F. J. G. Landgraf, M. F. de Campos, M. Gonçalves. Anais da Acta Microscópica, 6A, (1997) 200-201.

[8] M. C. A. da Silva, M. F. de Campos, F. J. G. Landgraf, I. G. S. Falleiros, Anais do XVI CBECIMAT (2004) 561-569.

69

RECRYSTALLIZATION TEXTURE OF SEMI-PROCESSED ELECTRICAL STEELS AFTER THE SKIN-PASS1

Marcos Flávio de Campos2

Taeko Yonamine2

Marcos Fukuhara2

Fernando José Gomes Landgraf3Frank Patrick Missell2,4

ABSTRACT Semi-processed electrical steels with 2 different chemical compositions, 0.5 and 1.5% Si were submitted to different skin-passes, between 4 and 12% of reduction. The crystallographic texture was determined by means of EBSD. The different skin-passes resulted in recrystallized grain sizes in the range of 70 to 600 microns. It was found that, even with large variation of the grain size - 70 to 600 microns - (measurements done parallel to the surface of the sheet)), the recrystallization texture is not affected, and is almost the same for all samples: fiber {111} <uvw>, <110>//RD and Goss (110) [001]. The different chemical compositions – 0.5 and 1.5% Si – also resulted in almost the same recrystallization texture. The recrystallization texture is almost not influenced by chemical composition and amount of skin-pass. Palavras chave: aços elétricos, textura, EBSD __________________________________________________________________ e_mail: mfcampos@inmetro.gov.br 1) Article submitted to the 3rd Workshop de Textura, September, 4-5, 2006, São Paulo SP 2) Inmetro – Dimci/Dimat (Prédio 3). Av. Nossa Senhora das Graças 50 (Xerém), cep 25250-020, Duque de Caxias RJ 3) Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Av. Prof. Mello Moraes, 2463, cep 05508-900, São Paulo SP 4) Universidade de Caxias do Sul, Caxias do Sul, RS

70