Title

INFLUÊNCIA DO TEOR DE FÓSFORO E DAS TEMPERATURAS DE AUSTENITIZAÇÃO DE TÊMPERA E DE REVENIMENTO SOBRE A TENACIDADE E A VIDA EM FADIGA DO AÇO 5160

THE EFFECTS OF THE PHOSPHORUS CONTENT AND THE AUSTENITIZING AND TEMPERING TEMPERATURES ON THE TOUGHNESS AND FATIGUE PROPERTIES OF SAE 5160 SPRING STEEL

Authorship

CASTRO, D. B. V; FILHO, W. W. BOSE; M.VENTURA, J.

CASTRO, D. B. V

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FILHO, W. W. BOSE

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M.VENTURA, J.

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DOI

10.5151/2594-5327-2006-15239-0436

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Abstract

O objetivo deste trabalho foi investigar a influência das temperaturas de austenitização de têmpera e de revenimento sobre a tenacidade ao impacto e na vida em fadiga do aço-mola SAE 5160, considerando diferentes teores de fósforo. Foram efetuados tratamentos térmicos de têmpera e revenimento em lâminas de aço SAE 5160 com bitolas de 70x10 mm, utilizando três diferentes temperaturas de austenitização: 850oC, 900oC, e 1000oC, com tempo de permanência em forno durante 15 minutos. A temperatura do óleo de têmpera foi de 66oC. As condições de revenimento foram de 470oC (70 min), 500oC (64 min), e 530oC (59 min), desde que a dureza final fosse mantida no intervalo de 45±3 HRC. Foram efetuados tratamentos térmicos em lâminas com baixo, médio e altos teores de fósforo (0,012%, 0,017%, 0,025% e 0,031% em peso), com a finalidade de observar o efeito do teor de fósforo sobre uma possível fragilização do aço-mola. Analisando os resultados obtidos foi possível observar que o P, mesmo em teores abaixo do máximo permitido e dependendo das temperaturas de austenitização e revenido, pode causar a fragilização induzindo à fratura frágil do tipo intergranular, como foi observado nas análises das superfícies de fratura. No entanto, se a vida de nucleação for considerada, pode-se observar também que a fragilização não possui efeito algum sobre a vida em fadiga do componente.

The aim of this work was to analyze the influence of austenitizing and tempering temperatures on the impact and fatigue life of the SAE 5160 spring steel, considering two different P amount. Bars (70 x 10 mm) were heat treated using three different austenitizing temperatures, 850oC, 900oC and 1000oC, with a 15 min furnace soaking time. The quenching temperature was 66oC. The tempering conditions were 470oC (70 min), 500oC (64 min), e 530oC (59 min), since the final hardness has to be kept in the range of 45±3 HRC. Heat treatment was carried out in materials with similar chemical compositions but with different P levels, this is, 0,012%, 0,017%, 0,025% and 0,031 wt%, looking at the effect of the P level to quench and temper embrittlement. From the results was possible to observe that the P content, even bellow the maximum level, depending on the quench and temper temperatures may cause embrittlement, as observed by the absorbed impact energy and fracture surface analysis. However, if nucleation life is considered, it was also observed that this embrittlement has no effect on the fatigue life.

Keywords

Aço 5160; Fósforo; Austenitização; Revenimento.

5160 steel; Phosphorus; Austenitizing; Tempering.