Influência do tratamento térmico sub zero nas propriedades mecânicas do aço inoxidável...

O aço inoxidável martensítico endurecível por precipitação PH 13-8Mo é um material utilizado em diversos segmentos, tais como indústrias petroquímicas, componentes de reatores nucleares mas, principalmente, na indústria aeroespacial. Este aço apresenta uma combinação de alta resistência mecânica, alta dureza, boa tenacidade e resistência a corrosão. Sendo assim, com o intuito de otimizar o roteiro de fabricação e sem prejudicar as propriedades do material, este estudo buscou analisar e compreender os efeitos do tratamento térmico sub zero no PH13-8Mo. Para entender a influência deste tratamento nas características desse aço, um conjunto de amostras foi submetida ao tratamento térmico com nitrogênio a -80 ºC e outro conjunto não foi submetido a esta etapa. Em seguida as amostras foram submetidas a ensaios de tração, impacto, dureza, microestrutura, macroestrutura, quantificação de austenita e ferrita. Por fim, todos os dados obtidos foram compilados e comparados. Os resultados demonstraram que o tratamento térmico sub zero altera as características e propriedades do PH 13-8Mo porém não de maneira significativa. A medição de dureza foi o único ensaio que sem o tratamento sub zero não atingiu o requisito mínimo exigido pela norma LAT 1-9048. Todos os demais ensaios obtiveram os limites mínimos ou máximos exigidos pelas normas SAE AMS 5629 ou LAT 1-9048. Além disso, os resultados indicaram que a alteração nas propriedades mecânicas e microestruturais do material é resultado da correlação entre o tratamento térmico sub zero e a fração volumétrica de austenita presente na matriz martensítica, ou seja, o tratamento sub zero proporcionas menores concentrações de austenita e, consequentemente, melhora as propriedades de tração e dureza. Em contrapartida, a ausência deste tratamento favorece propriedades de tenacidade e ductilidade.

Título em Inglês

Influence of sub-zero heat treatment on the mechanical properties of stainless steel PH 13-8Mo

Palavras-chave em Inglês

Heat treatment
Austenite
Mechanical properties
Tensile strength
Impact
Stainless steel

Resumo em Inglês

Precipitation hardening martensitic stainless steel PH 13-8Mo is a material used in several segments, such as petrochemical industries, nuclear reactor components but mainly in the aerospace industry. This steel has a combination of high mechanical strength and hardness, good toughness and corrosion resistance. Thus, in order to optimize the manufacturing script and without damaging the material properties, this study sought to analyze and understand the effects of sub-zero heat treatment in PH13-8Mo. To understand the influence of this treatment in the steel characteristics, one set of samples was subjected to nitrogen heat treatment at -80 ºC and another set was not submitted to this step. Then the samples were submitted to tensile, impact, hardness, microstructure, macrostructure, austenite and ferrite quantification tests. Finally, all data obtained were compiled and compared. The results showed that sub-zero heat treatment modify, but not significantly, the characteristics and properties of PH 13-8M. Hardness measurement was the only test that without sub-zero treatment did not reach the minimum requirement of LAT 1-9048. All others tests achieved the minimum or maximum limits required by SAE AMS 5629 or LAT 1-9048. In addition, the results indicated that the change in mechanical and microstructural properties of the material is a result of the correlation between the sub-zero heat treatment and the austenite volumetric fraction present in the martensitic matrix. In other words, the sub-zero treatment provides lower quantities of austenite and consequently improves tensile properties and hardness. However, the absence of this treatment favors toughness and ductility properties.

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Data de Publicação

2020-03-31

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