Title

EFEITO DE MODIFICAÇÕES DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA SOBRE AS TRANSFORMAÇÕES DE FASES SOB RESFRIAMENTO CONTÍNUO DE LIGAS DA CLASSE SAE 6150/DIN51CRV4

EFFECT OF CHEMICAL COMPOSITION MODIFICATIONS ON THE CONTINUOUS COOLING PHASE TRANSFORMATION IN SAE 6150-CLASS ALLOYS

Authorship

FERREIRA, CARLA REGINA; LIMA, ERMANI VINICIUS DE OLIVEIRA; SALUSTRE, MARIANE GONÇALVES DE MIRANDA; PORCARO, RODRIGO RANGEL; FARIA, GERALDO LÚCIO DE

FERREIRA, CARLA REGINA

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LIMA, ERMANI VINICIUS DE OLIVEIRA

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SALUSTRE, MARIANE GONÇALVES DE MIRANDA

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PORCARO, RODRIGO RANGEL

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FARIA, GERALDO LÚCIO DE

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DOI

10.5151/2594-5327-41994

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Abstract

Este trabalho investigou o efeito de modificações de composição química sobre as transformações de fases sob resfriamento contínuo em três ligas da classe SAE 6150/DIN 51CrV4, com diferentes teores de Mn, Cr, Mo, Ni e Nb. As amostras, fornecidas como fio-máquina, foram submetidas à temperatura de austenitização de 920 °C e resfriadas a taxas controladas em um dilatômetro. As temperaturas críticas das transformações de fase foram determinadas e os produtos das transformações confirmados por análises microestruturais. Os resultados mostram que a elevação dos teores de elementos de liga atrasou a decomposição da austenita, deslocando os diagramas TRC para menores taxas críticas de resfriamento (de 15 °C/s para 7 °C/s). A presença de Nb, apesar de majoritariamente precipitado, contribuiu para o refino de grão e nucleação de constituintes difusionais em maiores temperaturas. As ligas com maior complexidade química exibiram maior temperabilidade e durezas superiores, mesmo com microestruturas totalmente martensíticas. Os dados obtidos oferecem subsídios técnicos relevantes para futuras otimizações de rotas térmicas aplicadas a aços mola, especialmente visando tratamentos alternativos como austêmpera ou têmpera e partição, com potencial de melhoria no desempenho mecânico e redução de custo.

THIS STUDY INVESTIGATED THE EFFECT OF CHEMICAL COMPOSITION MODIFICATIONS ON THE PHASE TRANSFORMATIONS DURING CONTINUOUS COOLING IN THREE SAE 6150/DIN 51CRV4 STEEL ALLOYS WITH DIFFERENT MN, CR, MO, NI, AND NB CONTENTS. THE SAMPLES, PROVIDED AS HOT-ROLLED WIRE RODS, WERE AUSTENITIZED AT 920 °C AND COOLED AT CONTROLLED RATES IN A DILATOMETER. CRITICAL TRANSFORMATION TEMPERATURES WERE DETERMINED, AND THE RESULTING MICROSTRUCTURES WERE CONFIRMED BY METALLOGRAPHIC ANALYSIS. THE RESULTS SHOWED THAT INCREASING ALLOYING ELEMENT CONTENTS DELAYED AUSTENITE DECOMPOSITION, SHIFTING THE CCT DIAGRAMS TO LOWER CRITICAL COOLING RATES (FROM 15 °C/S TO 7 °C/S). ALTHOUGH MOST OF THE NB WAS IN THE PRECIPITATED FORM, IT CONTRIBUTED TO AUSTENITE GRAIN REFINEMENT AND PROMOTED THE NUCLEATION OF DIFFUSIVE TRANSFORMATION PRODUCTS AT HIGHER TEMPERATURES. CHEMICALLY MORE COMPLEX ALLOYS EXHIBITED GREATER HARDENABILITY AND HIGHER HARDNESS VALUES, EVEN WHEN FULLY MARTENSITIC. THE GENERATED DATA PROVIDE VALUABLE TECHNICAL INSIGHTS FOR FUTURE OPTIMIZATION OF THERMAL PROCESSING ROUTES FOR SPRING STEELS, ESPECIALLY FOR ALTERNATIVE TREATMENTS SUCH AS AUSTEMPERING OR QUENCHING AND PARTITIONING, WITH POTENTIAL FOR IMPROVED MECHANICAL PERFORMANCE AND COST REDUCTION

Keywords

Modificações químicas, Transformação de fase, Diagramas TRC, Aço SAE 6150/DIN 51CrV4

Chemical modifications, Phase transformation, CCT Diagrams, SAE 6150/ DIN 51CrV4 steel