Tratamento térmico de têmpera e particionamento em aço SAE 9260

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Romeiro, Lauro Correa
• Orientador(a): Bielefeldt, Wagner Viana
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Têmpera (Metalurgia); Aço; Austêmpera; Tratamento térmico
• Palavras-chave em Inglês: Quenching and partitioning; SAE 9260 steel; Retained austenite
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/215001

O tratamento térmico Q&P é um desenvolvimento relativamente recente, ainda objeto de intensos estudos, pertencente à terceira geração de aços avançados de alta resistência (AHSS), tendo por origem a indústria automobilística. Esse tratamento busca obter uma elevada fração de austenita retida com finalidade de produzir propriedades mecânicas otimizadas quanto à combinação de resistência, ductilidade e tenacidade. Essas características, aliadas ao baixo custo, fazem parte das razões da escolha do aço SAE 9260 para este trabalho. A presença elevada de silício (2%) nesse aço inibe a formação de carbonetos, facilitando a migração de carbono da martensita para a austenita durante a etapa de particionamento, permitindo maior estabilização dessa microestrutura ao final do processo. O presente estudo aborda diferentes parâmetros (temperatura de têmpera parcial, temperatura e tempo de particionamento) do tratamento térmico de têmpera e particionamento (Q&P) do aço SAE 9260, comparando as propriedades mecânicas (dureza, resistência, ductilidade, tenacidade) e a fração de austenita retida, entre si e com tratamentos convencionais de têmpera/revenimento e austêmpera do mesmo aço. A definição dos parâmetros para os experimentos dos tratamentos Q&P foi apoiada por cálculos termodinâmicos e estudos de outros pesquisadores. As melhores combinações de propriedades mecânicas com tratamento Q&P foram obtidas com têmpera parcial de 183ºC, temperatura de particionamento de 400ºC, com um tempo de 60 segundos. Esses parâmetros de tratamento possibilitaram a maior fração volumétrica de austenita retida, que alcançou 21,5%, um valor de PSE (produto da resistência pelo alongamento) de 42717 MPa x % e uma tenacidade à fratura elevada (50,4 MPa x √m) para uma resistência à tração de 1801 MPa. Todos os tratamentos Q&P apresentaram uma fração elevada de austenita retida que variou entre 11,8 e 21,5%. Vários tratamentos Q&P alcançaram melhores combinações de propriedades mecânicas (PSE e tenacidade à fratura) quando comparados com os tratamentos térmicos tradicionais referidos. Isso demonstra que o processo aplicado ao aço SAE 9260 é promissor para ampliação de suas aplicações industriais em que a resistência e a tenacidade são relevantes. O tratamento pode ser realizado facilmente em instalações convencionais de tratamento térmico com banhos de sais com custos similares, facilitando sua utilização.