Propriedades mecânicas de aços ferramenta submetidos à têmpera a partir de diferentes...

Na indústria de fabricação é trivial o uso de ferramentas de aço. Essas ligas, chamadas aço ferramenta, são ligas especiais desenvolvidas para trabalhar outros materiais. A indústria de ferramentaria vem exigindo cada vez mais aprimoramento na qualidade das ferramentas, isso é, aumento da vida e diminuição do custo. As propriedades mecânicas e metalúrgicas das ferramentas estão diretamente ligadas com os tratamentos térmicos aos quais elas foram submetidas. Dessa forma, busca-se excelência no tratamento térmico. Os fornos a vácuo com resfriamento através de gás pressurizado são uma tecnologia muito difundida no mercado para o tratamento térmico de aços ferramenta. Apesar de apresentar vantagens em relação ao processo tradicional, ele continua sendo um processo caro e pouco versátil. Foi desenvolvido na Croácia um forno inovador com atmosfera inerte de gás hélio e espaço para acoplar um tanque com qualquer meio de resfriamento líquido, o que é uma promessa muito grande de redução de custos e melhoria de propriedades para as ferramentas. No presente trabalho foram realizados tratamentos térmicos em blocos de aço para trabalho a quente (série H) em ambos os fornos, e foram extraídas amostras para análise metalográfica, ensaios de dureza, de impacto Charpy, de resistência ao revenimento e de fadiga térmica para, assim, analisar as vantagens e desvantagens dessa inovadora proposta para a indústria de ferramentaria. No geral, os dois fornos se mostraram satisfatórios para o tratamento térmico de aços ferramenta da série H: em ambos, a microestrutura observada foi 100% martensita revenida, a dureza ficou dentro do intervalo especificado em projeto, a tenacidade ao impacto foi coerente com a literatura, a resistência ao revenimento apresentou resultados melhores na superfície do que no núcleo do bloco e os resultados de fadiga térmica mostraram e crescimento de trinca similar em todas as amostras. Porém, foi observada na microscopia óptica da amostra tratada no forno de atmosfera inerte uma fina camada de descarbonetação superficial, o que indica que essa inovadora proposta possui pontos a serem melhorados.

Título em Inglês

Mechanical properties of hot work tool steels submitted to hardening from different heat treatment furnaces: vacuum and inert atmosphere

Palavras-chave em Inglês

Tool steels
Heat treatment
Vacuum furnace
Pressurized gas cooling
Furnace with inert atmosphere

Resumo em Inglês

In the manufacturing industry, it’s trivial to use steels tools. Those alloys, called tool steels, are special alloys designed for working on other materials. The tooling industry is increasingly demanding improvement in the tools’ quality, i.e., longer lifetime and lower costs. The mechanical and metallurgical tools’ properties are directly related to which heat treatment they were submitted; thus, excellence in heat treatment is sought. The vacuum furnace with pressurized gas cooling is a widespread technology in heat treating for the tooling industry. Despite having advantages over the traditional process, it remains an expensive and less versatile process. It was developed in Croatia an innovative furnace with an inert helium gas atmosphere and room to attach a tank filled with any liquid quenchant. It is expected that this furnace can reduce costs and achieve better properties of tools. In this work, heat treatments were carried out in hot work tool steel blocks (H series) in both furnaces, and samples were taken for metallographic analysis, hardness tests, Charpy impact tests, tempering resistance tests and thermal fatigue tests, in order to analyse the advantages and disadvantages of this innovative proposal for the tooling industry. In general, the two furnaces proved to be satisfactory for the heat treatment of H-series tool steels: in both, the observed microstructure was 100% tempered martensite, the hardness was within the specified range, the impact toughness was consistent with the literature, the tempering resistance test presented better results on the surface than on core of the blocks and the thermal fatigue results showed similar crack growth in all samples. However, a thin layer of surface decarburization was observed in the optical microscopy of the sample treated in the inert atmospher furnace, indicating that this innovative proposal has points to be improved.

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Data de Publicação

2018-04-12

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