Título

ESTUDO DA VARIAÇÃO MICRO-ESTRUTURAL E DE RESISTÊNCIA MECÂNICA DE UM AÇO ARBL TEMPERADO E REVENIDO SUBMETIDO VARIADOS CICLOS TÉRMICOS

STUDY OF MICROSTRUCTURAL AND MECHANICAL STRENGTH CHANGES OF A QUENCHED AND TEMPERED HSLA STEEL AFTER VARIABLE THERMAL CYCLES

Autoria

Viana, Luiz Augusto Ferreira de Campos; Godefroid, Leonardo Barbosa; Faria, Geraldo Lúcio

DOI

10.5151/1516-392X-26732

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Resumo

O processamento de aços ARBL (Alta Resistência Baixa Liga) para fabricação de bens de capital de dimensões avantajadas pode sobrecarregar máquinas operatrizes de indústrias do setor metal-mecânico. Uma rota alternativa para processamento deste material é a conformação do mesmo a temperaturas elevadas (processamento "a morno"), para redução de seu limite de escoamento e consequente diminuição do esforço nos equipamentos. Entretanto as propriedades mecânicas destes materiais devem ser mantidas após seu retorno à temperatura ambiente. Neste trabalho um aço ARBL temperado e revenido foi submetido a 1, 3, 5, 7 e 9 ciclos térmicos, com a soma do tempo de todos os ciclos térmicos igual a 10 horas e temperatura de 580°C. Em seguida ensaios mecânicos de tração, impacto em corpos de prova Charpy-V e dureza Vickers foram executados. A caracterização microestrutural e análises fratográficas dos corpos de prova de tração e impacto foram realizadas por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV). A análise microestrutural revelou o coalescimento de partículas de cementita em todas as amostras. A resistência mecânica dos corpos de prova submetidos a 1, 3, 7 e 9 ciclos caiu. A energia absorvida no ensaio de impacto aumentou para estas amostras. O corpo de prova submetido a 5 ciclos térmicos apresentou endurecimento secundário. A fratografia de todos os corpos de prova ensaiados a tração revelaram fratura dúctil. O mesmo ocorreu para os corpos de prova submetidos ao ensaio de impacto, exceto para os corpos de prova submetidos a 5 ciclos térmicos. Em nenhum dos casos ocorreu descaracterização do material com quedas nos limites de resistência a valores inferiores aos especificados pelo fabricante.

 

The processing of HSLA steel (High Strength Low Alloy) for manufacturing of big dimensions capital goods may cause overload on industrial machines. An alternative processing route of this material is the warm processing, intended to reduce the material yield strength and consequently reduce the power demanded of the industrial machine. However, the material's mechanical properties shall be maintained after its temperature goes back to room temperature. In this work a quenched and tempered HSLA steel has been submitted to 1, 3, 5, 7 and 9 thermal cycles with the total time of the sum of the cycles equal to 10 hours and temperature of 580°C. After the thermal cycles, tensile, Charpy-V impact and hardness Vickers have been performed. The microstructural characterization and fractographic analysis of tensile and impact specimens have been performed using a scanning electronic microscope (SEM). The microstructural analysis revealed the coalescence of cementite particles in all specimens. The mechanical properties of specimens submitted to 1, 3, 7 and 9 thermal cycles have reduced. The absorbed energy obtained by impact tests has been increased for those specimens. The specimen submitted to 5 thermal cycles has presented secondary hardening. The fractographic analysis of all specimens submitted to tensile tests has revealed ductile fracture. The same has occurred for specimens submitted to impact tests, except for the specimen submitted to 5 thermal cycles. There hasn't been any case of material mischaracterization with drops in mechanical properties beyond the limits specified by the steel manufacturer.

Palavras-chave

Aço ARBL, Microestrutura, Tratamento térmico, Fratografia

HSLA steel, Microstructure, Heat treatment, Fractography