Title

EFEITO DA TEMPERATURA DE AUSTENITIZAÇÃO SOBRE A TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA E O COMPORTAMENTO MECÂNICO EM TRAÇÃO DE UM AÇO INOXIDÁVEL AISI 420D (SUS420J1)

EFFECT OF AUSTENITIZING TEMPERATURE ON THE MARTENSITIC TRANSFORMATION AND TENSILE MECHANICAL BEHAVIOR OF AN AISI 420D (SUS420J1) MARTENSITIC STAINLESS STEEL

Authorship

FARIA, GERALDO LUCIO DE; DUARTE, TIBERIO GRACO BOTELHO TORRES; SILVA, LAVINIA MARIA DA; MOREIRA, PAULO SÉRGIO; GODEFROID, LEONARDO BARBOSA

FARIA, GERALDO LUCIO DE

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SILVA, LAVINIA MARIA DA

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MOREIRA, PAULO SÉRGIO

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GODEFROID, LEONARDO BARBOSA

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DOI

10.5151/2594-5327-41874

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Abstract

Este trabalho investigou o efeito da temperatura de austenitização sobre a transformação martensítica e o comportamento mecânico em tração de um aço inoxidável martensítico AISI 420D (SUS420J1), com baixo teor de carbono (~0,18%). Foram conduzidos tratamentos térmicos em diferentes temperaturas de austenitização (925°C a 1200°C), seguidos de têmpera e revenimento. A caracterização incluiu análises metalográficas quantitativas, simulações termodinâmicas, dilatometria, microdureza Vickers e ensaios de tração. Os resultados indicam que o aumento da temperatura de austenitização promove a dissolução progressiva de carbonetos de cromo, enriquecendo a austenita em C e Cr, o que reduz as temperaturas críticas da transformação martensítica (Mi e Mf) e refina a martensita formada. Esses efeitos resultaram em um aumento de 37% na dureza e em elevação significativa dos limites de escoamento e resistência à tração. A comparação com dados obtidos previamente para o aço 420A revelou que o menor teor de carbono no 420D modera os efeitos da austenitização sobre as propriedades mecânicas. Os resultados obtidos contribuem para o entendimento das relações entre parâmetros térmicos, microestrutura e desempenho mecânico em aços inoxidáveis martensíticos baixo carbono.

THIS STUDY INVESTIGATES THE EFFECT OF AUSTENITIZING TEMPERATURE ON THE MARTENSITIC TRANSFORMATION AND TENSILE MECHANICAL BEHAVIOR OF A LOW-CARBON (~0.18%) MARTENSITIC STAINLESS STEEL AISI 420D (SUS420J1). HEAT TREATMENTS WERE PERFORMED AT AUSTENITIZING TEMPERATURES RANGING FROM 925°C TO 1200°C, FOLLOWED BY QUENCHING. CHARACTERIZATION INCLUDED THERMODYNAMIC SIMULATIONS, QUANTITATIVE METALLOGRAPHY, DILATOMETRY, VICKERS MICROHARDNESS, AND TENSILE TESTS. RESULTS SHOW THAT HIGHER AUSTENITIZING TEMPERATURES PROMOTE PROGRESSIVE DISSOLUTION OF CHROMIUM CARBIDES, INCREASING C AND CR CONTENT IN SOLID SOLUTION WITHIN THE AUSTENITE. THIS LEADS TO A SIGNIFICANT DECREASE IN MARTENSITIC START (MI) AND FINISH (MF) TEMPERATURES, RESULTING IN FINER MARTENSITE FORMATION. CONSEQUENTLY, THE MATERIAL SHOWED A 37% INCREASE IN HARDNESS AND SIGNIFICANT IMPROVEMENTS IN YIELD AND ULTIMATE TENSILE STRENGTHS. COMPARED TO PREVIOUS DATA OBTAINED FOR AISI 420A, THE LOWER CARBON CONTENT IN 420D RESULTED IN MORE MODERATE EFFECTS OF AUSTENITIZATION ON MECHANICAL PROPERTIES. THE FINDINGS CONTRIBUTE TO A BETTER UNDERSTANDING OF THE INTERPLAY BETWEEN THERMAL PARAMETERS, MICROSTRUCTURE EVOLUTION, AND MECHANICAL PERFORMANCE IN LOW-CARBON MARTENSITIC STAINLESS STEELS.

Keywords

Temperatura de austenitização, Dissolução de carbonetos, Temperatura de transformação martensítica