Título

CARACTERIZAÇÃO DE INSERTOS PARA ASSENTOS DE VÁLVULAS SINTERIZADOS OBTIDOS COM O AÇO RÁPIDO AISI M2 DEPOIS DE TEMPERADOS AO AR

CHARACTERIZATION OF SINTERED VALVE SEAT INSERTS OBTAINED WITH AISI M2 HIGH-SPEED STEEL AFTER AIR QUENCHING

Autoria

Gomes, Maurilio Pereira; Santos, Igor Passos dos; Reis, Luís Augusto Mendes dos; Couto, Camila Pucci; Mucsi, Cristiano Stefano; Colosio, Marco Antônio; Rossi, Jesualdo Luiz

DOI

10.5151/1516-392X-30374

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Resumo

The aim of this work was to heat treat and characterize sintered valve seat inserts (VSI). The powder metallurgy route was the only way found to substitute cobalt and lead, used in the VSI original alloy, due to their high cost and toxicological effect, respectively. The studied VSI was obtained with AISI M2 high-speed steel powder mixed with iron powder and other additives such as manganese sulphide, graphite, zinc stearate, carbides and copper, which was added by metallic infiltration. All the VSI were air quenched and double tempered, for one hour each, at seven different equidistantly temperatures, ranging from 100 °C up to 700 °C. The physical and mechanical properties were evaluated by means of the VSI apparent density, apparent hardness and crush radial strength. The chemical composition was determined through gas analysis, for the light elements such as carbon and sulfur, and energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry for other elements. Microstructural characterization was performed with the support of scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. Regarding the VSI final application, the best results were achieved with the inserts air quenched and double tempered at 600 °C.

 

O objetivo deste trabalho foi o de tratar termicamente e caracterizar os insertos para assento de válvula (do inglês VSI) sinterizados. A rota da metalurgia do pó foi a única maneira encontrada para substituir-se o cobalto e o chumbo, utilizados na liga original do VSI, devido ao seu alto custo e efeito toxicológico, respectivamente. Os VSI do presente trabalho foram obtidos com o pó de aço rápido AISI M2 misturado com pó de ferro e outros aditivos como sulfeto de manganês, grafite, estearato de zinco, carbonetos e cobre, que foi adicionado por infiltração metálica. Todos os VSI foram temperados ao ar e duplamente revenidos, por uma hora cada, em sete temperaturas equidistantemente diferentes, variando de 100 °C a 700 °C. As propriedades físicas e mecânicas foram avaliadas através da densidade aparente dos VSI, dureza aparente e resistência à ruptura radial. A composição química foi determinada pela análise de gás, para os elementos leves como carbono e enxofre, e espectrometria por energia dispersiva de fluorescência de raios X para os outros. A caracterização microestrutural foi realizada com o suporte da microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva. Em relação à aplicação final dos VSI, os melhores resultados foram alcançados com os componentes temperados ao ar e duplamente revenidos a 600 °C.

Palavras-chave

Metalurgia do pó, Tratamento térmico, Inserto para assento de válvula, Aço rápido AISI M2.

Powder metallurgy, Heat treatment, Valve seat insert, AISI M2 high-speed steel.