Efeito do revenimento sobre a microestrutura e o desempenho mecânico de um aço multiconstituído com alto teor de Si

Autor: José Alberto da Cruz Junior
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2014
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMGUniversidade Federal de Minas GeraisUFMG.
Druh dokumentu: Doctoral Thesis
Popis: In this work a research was carried out to study the effect of isothermal treatment temperature and tempering in a commercial steel with high content of Si. The steel used was SAE 9254 which is also used in manufacturing axles, coil springs and rods for shock absorbers. Tension specimens of this steel were austenitized at 900°C for 5 minutes and isothermally treated at different times (0.5, 2, 24, 48 h) and temperatures (200, 220, 270°C) and after being tempered (400°C/1 h). Impact specimens were treated in treatment times of 0,5 e 48 h and subjected to tempering (400°C/1 h). For means of comparison of microstructures and mechanical properties, other impact specimens were only isothermally treated for treatment times of 0.5 and 48 h. The microstructure with the major presence of tempered martensite, bainitic ferrite, retained austenite films and carbides were observed for the isothermally treated samples at 200°C and tempered._As for those samples treated at 270°C and tempered was observed a major presence of bainitic ferrite, retained austenite films, carbides and the decomposition of retained austenite blocks, due to tempering. The mechanical properties of tensile and impact specimens were similar independent from isothermal treatment times. Yield strength and ultimate tensile strength decreased with increasing isothermal treatment temperature, due to a lower volume fraction of martensite formed in the initial cooling, resulting in increased of ductility. The rise of isothermal treatment temperature provided greater impact energy absorbed due to a greater volume fraction of retained austenite. As for impact specimens, after tempered, they showed a fall in the values of energy absorbed due to decomposition of retained austenite blocks into bainite rich in carbides. In the analyses of the fracture surface, impact specimens, isothermally treated, showed mixed fracture mode with regions brittle (cleavage) and ductile (dimples). For impact specimens, isothermally treated and tempered, fracture surface was characterized as brittle (cleavage) due to the decomposition of retained austenite, which resulted in a lower impact energy absorbed.
Neste trabalho foi realizado o estudo do efeito da temperatura de tratamento isotérmico e de revenimento em um aço comercial com alto teor de Si. Trata-se do aço SAE 9254 usado na fabricação de eixos, molas helicoidais e hastes para amortecedores. Corpos de prova de tração desse aço foram austenitizados a 900°C durante 5 min e tratados isotermicamente em diferentes tempos (0,5, 2, 24, 48 h) e temperaturas (200, 220, 270°C) e posteriormente revenidos (400°C/1 h). Corpos de prova de impacto foram tratados para tempos de tratamento de 0,5 e 48 h e submetidos ao revenimento (400°C/1 h). Para efeito de comparação das microestruturas e das propriedades mecânicas, outros corpos de prova de impacto foram apenas tratados isotermicamente para tempos de tratamento de 0,5 e 48 h. A microestrutura com a presença majoritária de martensita revenida, ferrita bainítica, filmes de austenita retida e carbonetos foram observados para amostras tratadas isotermicamente a 200°C e revenidas. Já para as amostras tratadas 270°C e revenidas foi observada uma presença majoritária de ferrita bainítica, filmes de austenita retida, carbonetos e a decomposição de blocos de austenita retida, devido ao revenimento. As propriedades mecânicas dos corpos de prova de tração e de impacto foram similares independentes dos tempos de tratamentos isotérmicos. Os limites de escoamento e de resistência diminuíram com o aumento da temperatura de tratamento isotérmico, devido a uma menor fração volumétrica de martensita formada no resfriamento inicial, resultando no acréscimo da ductilidade. O aumento da temperatura de tratamento isotérmico proporcionou uma maior energia absorvida no impacto, devido a uma maior fração volumétrica de austenita retida. Já os corpos de prova de impacto posteriormente revenidos apresentaram uma queda nos valores de energia absorvida devido à decomposição dos blocos de austenita retida em uma bainita rica em carbonetos. Nas análises da superfície de fratura, corpos de prova de impacto tratados isotermicamente apresentaram uma mistura no modo de fratura com regiões de frágil (clivagem) e dúctil (microcavidades). Para os corpos de prova de impacto tratados isotermicamente e revenidos, a superfície de fratura foi caracterizada como frágil (clivagem) em função da decomposição da austenita retida, o que resultou em uma menor energia de impacto absorvida.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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