Avaliação dos efeitos dos parâmetros de revenimento em aços DIN 22CrMoS3-5

Abstract

Os componentes mecânicos estão sujeitos ao desgaste e para aumentar sua vida útil devem normalmente apresentar alta resistência superficial. Porém, muitas vezes, devido a necessidade de fabricação do componente, a resistência a deformação deve ser baixa para viabilizar a sua manufatura, o que leva o desejo de se utilizar aços com mais baixo teor de carbono. Além disso, devido as características de trabalho do componente, há a necessidade de que o mesmo apresente uma combinação de propriedades, caracterizadas por exemplo, por uma superfície resistente e um núcleo tenaz. Tais características podem ser viabilizadas por meio da alteração da composição química da camada superficial, através da incorporação de elementos específicos, como também a aplicação de tratamentos térmicos. Dentre os diversos processos, podem ser citados os tratamentos de cementação, carbonitretação e nitretação, além dos tratamentos de têmpera e de revenido. A investigação dedicada aos aços de baixo teor de carbono, submetidos a tratamentos térmicos, abrange uma diversidade de abordagens, podendo-se destacar a carbonitretação. Esta técnica envolve o aquecimento do material a têmperaturas superiores as de transformação de fases, em um ambiente controlado, onde se promove a difusão de carbono e nitrogênio na estrutura do material. A subsequente têmpera e revenido completam o processo. Dentro deste cenário, este trabalho teve por objetivo estudar um aço DIN 22CrMoS3-5 carbonitretado e têmperado, submetido a diferentes condições de revenido, de modo a definir quais os parâmetros adequados para a obtenção de determinadas propriedades mecânicas, como as análises de microdureza. Para tanto, foi utilizado aço DIN 22CrMoS3-5, utilizado na fabricação de bombas hidráulicas. O componente teve seu ciclo de revenido avaliado a partir da análise das microestruturas via microscopia óptica e, das propriedades mecânicas a partir de análises de microdureza. Os resultados indicaram que os maiores tempos e têmperaturas de revenido conduziram a uma menor resistência mecânica das camadas produzidas.

Mechanical components are subject to wear and to increase their useful life they must normally have high surface resistance. However, often, due to the need to manufacture the component, the resistance to deformation must be low to make its manufacturing viable, which leads to the desire to use steels with a lower carbon content. Furthermore, due to the working characteristics of the component, there is a need for it to present a combination of properties, characterized, for example, by a resistant surface and a tenacious core. Such characteristics can be made possible by changing the chemical composition of the surface layer, through the incorporation of specific elements, as well as the application of heat treatments. Among the various processes, carburizing, carbonitriding and nitriding treatments can be mentioned, as well as quenching and tempering treatments. Research dedicated to low-carbon steels, subjected to heat treatments, covers a variety of approaches, including carbonitriding. This technique involves heating the material to têmperatures above those of phase transformation, in a controlled environment, where the diffusion of carbon and nitrogen into the structure of the material is promoted. Subsequent quenching and tempering complete the process. Within this scenario, this work aimed to study carbonitrided and tempered DIN 22CrMoS3-5 steel, subjected to different tempering conditions, in order to define which parameters are suitable for obtaining certain mechanical properties. For this purpose, DIN 22CrMoS3-5 steel was used, used in the manufacture of hydraulic pumps. The component had its tempering cycle evaluated based on the analysis of microstructures via optical microscopy and the mechanical properties based on microhardness analyses. The results indicated that longer tempering times and têmperatures led to lower mechanical resistance of the layers produced.