Title

TRATAMENTO TÉRMICO DE TÊMPERA E PARTIÇÃO EM FERROS FUNDIDOS NODULARES

“QUENCHING & PARTITIONING” OF DUCTILE CAST IRONS

Authorship

Silva, Anderson José Saretta Tomaz da; Goldenstein, Hélio; Guesser, Wilson Luiz

Silva, Anderson José Saretta Tomaz da

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Goldenstein, Hélio

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Guesser, Wilson Luiz

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DOI

10.5151/2594-5327-18320

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Abstract

Um novo ciclo de tratamento térmico denominado de “Têmpera e partição” vem sendo desenvolvido em aços comerciais como rota para obtenção de estruturas com frações controladas de austenita retida. Essa rota de tratamentos térmicos consiste em realizar uma têmpera parcial, com temperaturas intermediárias entre Ms e Mf, seguido de um reaquecimento com manutenção em patamares isotérmicos por certos intervalos de tempo, objetivando estabilizar a austenita remanescente através da partição do carbono a partir da martensita supersaturada. No presente trabalho, duas ligas de ferros fundidos nodulares utilizados comercialmente foram submetidos a ciclos de têmpera e partição. As amostras foram austenitizadas a 900°C por duas horas. Uma das ligas foi temperada em óleo a 175°C e a outra a 160°C por 1 minuto. Imediatamente após a têmpera as amostras foram reaquecidas em temperaturas entre 300 e 450°C por intervalos de tempo que variaram entre 2 e 180 min. A caracterização mecânica foi feita através de ensaios de energia absorvida ao impacto e dureza HRc. A caracterização microestrutural foi realizada através de microscopias óptica e eletrônica de varredura (MEV). Os maiores valores de energia absorvida ao impacto em ambas as ligas foram obtidas nas amostras particionadas a 375°C após 20 min. Em todas as condições testadas é possível perceber uma janela de processo bem definida caracterizada por valores crescentes de energia absorvida ao impacto nos primeiros minutos do ciclo de partição e que decrescem após certo intervalo de tempos. A caracterização microestrutural evidencia que os ciclos utilizados são capazes de promover a estabilização da austenita através da partição do carbono proveniente da martensita.

A new cycle of heat treatment known as "Quenching and partitioning" has been developed in commercial steel alloys as an way to obtain structures with controlled fractions of retained austenite. This cycle of heat treatment consists in perform a partial quenching in temperatures between Ms and Mf, followed by a reheating with isothermal holding by different time intervals. The aim of this cycle is achieve the austenite stabilization by diffusion of carbon from the supersaturated plates of martensite. In this work, two alloys of commercial ductile cast iron were heat-treated in conventional cycles of quenching and partitioning. The samples were austenitized at 900°C for two hours, followed by quenching in oil at 175° C and 160° C for one min. Immediately after quenching the samples were reheated at temperatures between 300 and 450°C for time intervals between 2 and 180 minutes. The mechanical characterization was performed using impact tests and HRC hardness. The microstructure characterization was performed using optical and electronic microscopy (SEM). The highest values of impact energy on both alloys were obtained by partitioning at 375° C after 20 min. In all heat treatment conditions was possible to view a process window, characterized by increasing values of the impact energy in the first minutes and which decrease after increase the partitioning time. The microstructure characterization showed that is possible to obtain fractions of retained austenite by the quenching and partitioning process.

Keywords

Ferro nodular; Têmpera e partição; Austenita; Martensita.

Ductile iron; Quenching and partitioning; Austenite; Martensite.