RESUMO Nos últimos anos, vários estudos foram realizados buscando reduzir o peso de veículos automotores, a fim de diminuir as emissões de poluentes. Neste cenário os aços de baixa densidade do sistema Fe-Mn-Al-C podem ser considerados uma alternativa promissora para suprir essas exigências da indústria automotiva. Geralmente, nos aços de baixa densidade, uma quantidade considerável de alumínio é adicionada a fim de reduzir a densidade geral do aço. No entanto, altos teores de alumínio promovem características distintas na microestrutura, destes aços quando comparados aos aços convencionais, como a presença do carboneto k ((Fe, Mn)3AlC), além da necessidade de se entender a combinação deste elemento com outros elementos de liga que podem ser adicionados. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar a microestrutura, a dureza e a densidade resultantes em função da influência do Al e do Nb em uma nova composição química pertencente ao sistema Fe-Mn-Al-C, na condição trabalhada a quente, a partir de análises de difração de raios X, microscopia eletrônica, medidas de dureza e densidade por princípio de Arquimedes. Os resultados permitiram indicar que o alto teor de Al adicionado promoveu uma redução de cerca de 13% na densidade, em relação aos aços estruturais tradicionais, e a estabilidade da ferrita δ até a temperatura ambiente. A condição avaliada apresentou a temperatura ambiente uma microestrutura formada por uma matriz de ferrita δ e α, juntamente com precipitados de carboneto k (AlFe3C) e carboneto de nióbio (NbC), estes dois últimos devido as adições de Al e Nb, resultando em uma dureza de 59,4 ± 1 HRA e uma estimativa do limite de resistência a tração de próximo a 800 MPa – dentro da faixa dos aços avançados de alta resistência (Advanced High Strenght Steels – AHSS).
ABSTRACT In recent years, several studies have been carried out seeking to reduce the weight of motor vehicles to reduce pollutant emissions. In this scenario, low-density steels from the Fe-Mn-Al-C system can be considered a promising alternative to meet these requirements of the automotive industry. Generally, in low-density steel, a considerable aluminum amount is added in order to reduce the overall density of the steel. However, high aluminum contents promote distinct characteristics in the microstructure of these steels when compared to conventional steels, such as the k carbide presence ((Fe,Mn)3AlC), in addition to the need to understand the combination of this element with other alloying elements that can be added. In this context, this paper aims to evaluate the resulting microstructure, hardness and density as a function of the Al and Nb influence in a new chemical composition belonging to the Fe-Mn-Al-C system, in hot worked condition from X-ray diffraction and eletron microscopy analyses, hardness, and density measurements by Archimedes’ principle. The results indicated that the high added Al promoted a reduction of about 13% in density, in relation to typical structural steels, and the δ ferrite stability up to room temperature. The condition evaluated at room temperature presented a microstructure formed by a matrix with δ and α ferrite, together with k-carbide (AlFe3C) and niobium carbide (NbC) precipitates, the latter two due to the Al and Nb additions, resulting in 59.4 ± 1 HRA hardness and an estimated tensile strength limit close to 800 MPa – within the range of the Advanced High Strength Steels (AHSS).