A Study of Structure Evolution in Pearlitic Steel Wire at Increasing Plastic Deformation

Abstract

In this work was studied the influence of the plastic deformation's intensity under deep drawing on microstructures of a pearlitic steel containing 0.8% C. Varying the levels of deformation causes diverse dislocation movements as well as modified structural states in the individual phases of the pearlitic eutectoid steel. It is shown that in the course of plastic deformation there is a reduction of interlamellar distance in a pearlite and increase in dislocation density. In some parts partial spheroidisation cementite plates is observed. The bands formed in dislocation structure are found out. The analysis of failure mechanisms of steel with pearlite structure after plastic deformation is carried out. During the deformation of pearlite, the increase in stress at the phase boundary, owing to the elastic strain incompatibility between the ferrite and cementite phases, resembles the stress concentration at grain boundaries. Pores form at the interface between the surface of the ferritic matrix and the spheroidised carbide particles. Such micro pores occur by means of plastic deformation of the ferrite's interstices around the stronger cementite owing to the reduction of the ferritic interstices and their subsequent cracking.

Interactions between Dislocations and Boundaries during Deformation

“…This process proceeds with a reorientation of pearlite colonies and a reduction of lamellar spacing [ 124 , 125 , 126 , 127 ]. It is supposed that the ferrite–cementite interfaces serve as the dislocation sources and strong barriers against dislocation motions, which is confirmed by TEM observations [ 128 , 129 , 130 ]. Thus, at the first stage of plastic deformation, it is assumed that dislocations in ferrite lamellae nucleate firstly at the interface, and then dislocations in cementite lamellae may nucleate at the interface.…”

Estudo Da Microestrutura De Um Aço Eutetóide Laminado a Quente Utilizando Microscopia De Força Atômica

“…Os valores mais baixos observados por Lima [9] se referem ao fato do aço que ela estudou ter sofrido deformação plástica. Vários autores têm pesquisado como a deformação plástica altera a microestrutura de aços eutetóides orientando as colônias na direção de deformação e reduzindo o espaçamento interlamelar da perlita [1,[7][8].…”

“…Os aços com concentração de carbono da ordem de 0,80% em peso são muito utilizados na manufatura de fios para estrutura de pneus, válvulas, trilhos ferroviários, entre outros [1]. Quando submetidos a resfriamento moderado, sua microestrutura será constituída unicamente de perlita.…”

“…Colônias com diferentes orientações e espaçamentos caracterizam esta microestrutura, e a combinação da ferrita dúctil com a cementita dura conferem a estes aços alta resistência mecânica e ao desgaste, tornando-os adequados para a fabricação de componentes que serão submetidos a condições abrasivas severas e solicitações mecânicas intensas [2,3]. Este fato incentiva a realização de pesquisas que objetivam ampliar conhecimentos sobre as relações entre microestrutura e propriedades, princípios de deformação plástica e de fratura, visando o melhoramento de suas propriedades mecânicas [1]. Nos aços eutetóides, o espaçamento interlamelar da perlita é o parâmetro microestrutural que possui maior influência no seu comportamento mecânico.…”

“…Além de tratamentos térmicos, a conformação mecânica a frio, por trefilação, permite obter espaçamentos interlamelares ainda menores, o que resulta em aços com resistência a tração da ordem de 4000 MPa após 97% de redução total da área da seção transversal [1,8,9]. As técnicas de microscopia ótica e eletrônica de varredura são inadequadas para análises do espaçamento interlamelar da perlita quando esta é muito fina.…”