Título

EFEITO DAS CONDIÇÕES DE TÊMPERA E DUPLO REVENIDO NA MICROESTRUTURA E PROPRIEDADES MECÂNICAS DE UM AÇO INOXIDÁVEL MARTENSÍTICO FUNDIDO CA6NM

THE EFFECT OF AUSTENITIZATION TEMPERATURE AND TEMPERING CONDICTION ON THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF A CASTED MARTENSITIC STAINLESS STEEL – CA6NM

Autoria

Gracioso, José Francisco Fadel; Oliveira, Carlos Augusto Silva de

DOI

10.5151/2594-5327-0316

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Resumo

Este trabalho teve por objetivo estudar o efeito da temperatura de austenitização nas microestruturas e propriedades mecânicas do aço CA6NM no estado como temperado e após revenido simples e duplo. Foram utilizadas três temperaturas de austenitização (950, 1050 e 1150oC). Os revenidos foram realizados a 600oC. As propriedades mecânicas foram avaliadas através de ensaio de tração e impacto e a microestrutura através de caracterização metalográfica (microscopia óptica e eletrônica de varredura). A austenita retida foi determinada através de difração de raios-X. Análise de fratura foi realizada nas amostras após ensaio de impacto para verificar o modo de fratura e possível fragilização intergranular. No estado temperado, o material austenitizado na temperatura de 950oC apresentou menor resistência ao impacto (menor valor médio e maior desvio padrão), ao passo que a maior resistência mecânica foi a do material austenitizado na temperatura de 1150oC. Isto foi atribuído a um possível predomínio do efeito da dissolução de carbonetos em mais altas temperaturas, em relação ao efeito de uma microestrutura mais grosseira, proveniente de um maior tamanho de grão. O primeiro revenimento a 600oC (temperatura ligeiramente acima de Ac1) promoveu revenimento da martensita e formação de austenita que permaneceu retida após resfriamento. O revenido aumentou a tenacidade e ductilidade, porém reduziu os limites de resistência e de escoamento. Através do segundo revenido houve ligeiro acréscimo da tenacidade e da ductilidade em relação ao primeiro revenido, seguido de pequeno decréscimo da tensão limite de escoamento e de impacto, que foram atribuídas a um revenimento mais completo da martensita e a um aumento da quantidade de austenita retida.

 

This work aimed at studying the austenitization temperature and cooling rate effect on the microstructure and mechanical properties of a casted martensitic stainless steel - CA6NM – within three conditions: quenched and single- and double-stage tempering. Three austenitization temperatures (950, 1050 and 1150oC) and both tempering treatments were carried out at 600oC. Mechanical properties were evaluated through stress-strain, Charpy impact and micro-hardness testing. Microstructure was analyzed through metalographic characterization (by means of optical and scanning electron microscopy - SEM). X-ray diffraction was used to verify retained austenite. Fracture surfaces of Charpy specimens were examined with (SEM) to observe fracture mode. The specimen austenitized at 950oC presented lower toughness impact properties (lower mean and higher standard deviation value), whereas an elevated austenitization temperature (1150oC) enhanced it. This superior toughness behavior at 1150oC was attributed to the predominance of a better carbide dissolution at elevated temperatures over the negative effect associated with a rougher microstructure resulting from a larger grain size. The first-stage tempering at 600oC (slightly above the Ac1 temperature) promoted the tempering of the martensite and the retained austenite. As a result, the impact toughness and ductility were enhanced, but the tensile and yield strength were reduced. Toughness and ductility increased slightly through double-tempering treatment in relation to the previous tempering treatment. This increase was followed by a small decrease of tensile and yield strength due to a higher amount of retained austenite and a more complete tempering treatment of the martensite.

Palavras-chave

CA6NM; Aço inoxidável; Tratamento térmico; Austenita retida; Propriedades mecânicas.

CA6NM, Stainless steel, Heat treatment, retained austenite.