Análise da influência dos parâmetros de forjamento nos resultados de tamanho de grão austenítico para o aço 20MnCr5 - Dilélio, Melina Vasconcellos (2024)
O aço 20MnCr5 é frequentemente empregado para fabricação de componentes automotivos, como eixos e engrenagens, estes posteriormente submetidos ao tratamento termoquímico de cementação, visando à melhora de performance em termos de propriedades mecânicas. Todavia, a exposição das peças a temperaturas elevadas pode resultar em distorções dimensionais, custos de manutenção e crescimento anormal de grãos, este último sendo prejudicial às propriedades dos materiais, devendo ser controlado. Esse controle pode ser realizado através do acompanhamento de parâmetros de operações anteriores à cementação, como os de forjamento a quente. Portanto, este trabalho possui como objetivo o estudo de diferentes condições de forjamento a quente e seus efeitos no tamanho de grão austenítico do aço 20MnCr5. Para tanto, foram elaboradas condições experimentais, nas quais foram avaliados a diferença de tempos de aquecimento prévios ao forjamento (3h, 4h, 5h e 6h), emprego de diferentes materiais de partida (tarugos provenientes de lingotamento contínuo e barras laminadas a quente), forjamento com velocidades de ferramenta distintas para barras laminadas (110 batidas/min e 200 batidas/min) e posterior aplicação de tratamento térmico de normalização, juntamente com a análise da influência da composição química pelos teores de alumínio e nitrogênio. A análise do tamanho de grão austenítico foi realizada utilizando-se o processo de cementação, seguido de têmpera em óleo e posterior revenimento. Para determinação do tamanho de grão austenítico, foi utilizado o software computacional Leica Materials Workstation, baseado no método planimétrico descrito na norma internacional ISO 643. A partir dos resultados, foi possível determinar que a rota de processamento que obteve uma microestrutura mais refinada e homogênea foi a partir de materiais que foram submetidos ao tratamento térmico de normalização, seguido das barras laminadas forjadas com velocidade de 200 batidas/min, que apresentou microestruturas estáveis independente dos teores de nitrogênio e alumínio.