Caracterização da nova liga Fe-C-Mn-Si-Cr: fragilização da martensita revenida e curvas de revenimento.

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Marcomini, José Benedito
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Aço; Embrittlement; Fragilização; Martensite; Quench; Revenimento; Têmpera; Tempered
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-10052012-120328/

O aço SAE/AISI 52100 é utilizado para a fabricação de rolamentos como também na fabricação de outras peças e dispositivos como cames de eixo comando de válvulas. Um dos problemas desta liga é a necessidade de revenimentos em temperaturas muito baixas para obtenção de alta dureza e para evitar o fenômeno da fragilização da martensita revenida (FMR), em detrimento da tenacidade. Foi projetada uma nova liga Fe-C-Mn-Si-Cr (AISI/SAE 52100 modificado com 1,74% de Si e 0,96% de Mn) baseada na mesma ideia do aço 300M em relação ao SAE/AISI 4340. O efeito do Si na cinética de precipitação da cementita retarda a fragilização da martensita revenida (FMR), além de aumentar a dureza e mantê-la com valores relativamente altos mesmo quando do revenimento em temperaturas mais altas. A proposta do presente trabalho foi comprovar a resistência desta nova liga frente à FMR e demonstrar a resistência ao amolecimento perante o revenimento (curvas de revenimento). Com o intuito de estudar o efeito do Si na dureza do novo aço, foram elaboradas curvas de revenimento medindo-se essa propriedade em amostras do novo aço e do aço comercial após têmpera em temperaturas de austenitização na faixa de 825ºC e 960ºC, seguida por tratamento criogênico em nitrogênio líquido (-196ºC) durante doze horas e revenidas em temperaturas na faixa de 250ºC a 500ºC. Foram obtidas durezas acima de 60HRC, sendo que o aço modificado chegou a tingir 68HRC, no estado temperado. Foi estudada também a resistência ao amolecimento da nova liga e do aço comercial submetendo amostras em temperaturas constantes na faixa de 350ºC a 450ºC, variando-se o tempo na faixa de uma a dez horas. O aço modificado, após 10 horas em 450ºC, apresentou ainda, dureza de 58HRC. Para determinação das propriedades mecânicas desta nova liga foram realizados ensaios de tração em amostras temperadas e revenidas, comparativamente ao aço SAE/AISI 52100 comercial. Para a realização do estudo da FMR, foram comparados resultados dos ensaios de impacto para o aço SAE/AISI 52100 comercial (0,25%Si) e modificado (1,74%Si). O aço modificado não apresentou o fenômeno da FMR. Foram analisados aspectos microestruturais por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-x.