Title

COMPARAÇÃO ENTRE ESTRATÉGIAS DE RESFRIAMENTO PARA A PRODUÇÃO DE AÇOS RESISTENTES AO DESGASTE

COMPARISON BETWEEN COOLING STRATEGIES FOR THE PRODUCTION OF WEAR RESISTANT STEELS

Authorship

OLIVEIRA, BÁRBARA FERREIRA DE; PORTO, RICARDO; MURAD, BRUNO BASTOS DA SILVA; SILVA, LUIZ EDUARDO DOS SANTOS; REBULI, ANA PAULA DOS SANTOS; SOUZA, MARDEN VALENTE DE; NARDY, BRENO RIGUEL PEREIRA

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MURAD, BRUNO BASTOS DA SILVA

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SILVA, LUIZ EDUARDO DOS SANTOS

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REBULI, ANA PAULA DOS SANTOS

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SOUZA, MARDEN VALENTE DE

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NARDY, BRENO RIGUEL PEREIRA

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DOI

10.5151/2594-5297-42938

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Abstract

Os aços resistentes ao desgaste (WR) requerem microestruturas predominantemente martensíticas para garantir elevada dureza e durabilidade sob condições severas de abrasão. Este estudo investiga, em escala industrial, os efeitos de estratégias de resfriamento em duas etapas e resfriamento direto acelerado sobre a microestrutura e o desempenho mecânico de um aço WR microligado com boro. A microscopia eletrônica de varredura revelou formação de martensita mais uniforme nos materiais submetidos ao resfriamento direto. Embora inicialmente se esperasse que a etapa de equalização térmica no resfriamento em duas etapas promovesse maior uniformidade na formação de martensita, reduzindo tensões residuais e otimizando o equilíbrio entre dureza e tenacidade, o resfriamento direto demonstrou-se mais eficaz. As medições de dureza Rockwell C na superfície da chapa não indicaram diferenças estatisticamente significativas entre as regiões centrais das bobinas. Entretanto, as medições de dureza Vickers a 1/4 da espessura, na direção transversal, revelaram valores significativamente mais elevados e consistentes para a rota de resfriamento direto. Todas as medições Vickers na bobina resfriada diretamente (HRC-FC) superaram o limite mínimo de 372 HV10, sendo o menor valor registrado de 417 HV10. Destacam-se, ainda, valores de dureza inferiores nas bordas da bobina submetida ao resfriamento em duas etapas. Os ensaios de dobramento demonstraram ductilidade adequada em ambas as rotas de processamento. Esses resultados confirmam o resfriamento direto acelerado como a estratégia mais robusta para obtenção de elevada dureza e uniformidade em aços WR laminados a quente, reforçando seu potencial para a produção nacional de materiais de alto desempenho resistentes ao desgaste.

WEAR-RESISTANT (WR) STEELS REQUIRE PREDOMINANTLY MARTENSITIC MICROSTRUCTURES TO ENSURE HIGH HARDNESS AND DURABILITY UNDER SEVERE WEAR CONDITIONS. THIS STUDY INVESTIGATES, AT INDUSTRIAL SCALE, THE EFFECTS OF DUAL-STAGE AND DIRECT ACCELERATED COOLING STRATEGIES ON THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PERFORMANCE OF A BORON-MICROALLOYED WR STEEL. SCANNING ELECTRON MICROSCOPY REVEALED MORE UNIFORM MARTENSITE FORMATION IN THE DIRECTLY COOLED SAMPLES. DESPITE EXPECTATIONS THAT THE THERMAL EQUALIZATION STEP IN DUAL-STAGE COOLING WOULD PROMOTE MORE UNIFORM MARTENSITE FORMATION, THEREBY MINIMIZING RESIDUAL STRESSES AND OPTIMIZING THE HARDNESS–TOUGHNESS BALANCE, DIRECT COOLING PROVED MORE EFFECTIVE. ROCKWELL C HARDNESS MEASURED ON THE STRIP SURFACE SHOWED NO STATISTICALLY SIGNIFICANT DIFFERENCE ACROSS THE CENTRAL REGIONS OF THE COILS. HOWEVER, VICKERS HARDNESS AT 1/4 THICKNESS IN THE TRANSVERSE DIRECTION REVEALED SIGNIFICANTLY HIGHER AND MORE CONSISTENT VALUES FOR THE DIRECT COOLING ROUTE. ALL VICKERS MEASUREMENTS IN THE DIRECTLY COOLED COIL (HRC-FC) EXCEEDED THE MINIMUM TARGET OF 372 HV10, WITH THE LOWEST VALUE RECORDED AT 417 HV10. NOTABLY, LOWER HARDNESS VALUES WERE OBSERVED AT THE EDGES OF THE DUAL-STAGE COOLED COIL. BEND TESTS DEMONSTRATED ADEQUATE DUCTILITY FOR BOTH PROCESSING ROUTES. THESE FINDINGS SUPPORT DIRECT ACCELERATED COOLING AS THE MOST ROBUST STRATEGY FOR ACHIEVING HIGH AND UNIFORM HARDNESS IN HOT-ROLLED WR STEELS, REINFORCING ITS POTENTIAL FOR DOMESTIC PRODUCTION OF HIGH-PERFORMANCE WEAR-RESISTANT MATERIALS.

Keywords

Aço Resistente ao Desgaste, Resfriamento Direto, Martensita, Dureza

Wear-Resistant Steel, Direct Cooling, Martensite, Hardness