Análise comportamental do ferro fundido nodular submetido ao tratamento térmico de têmpera e partição
Autor: Rodrigo Jorge Macedo (Currículo Lattes)
Resumo
Novos estudos estão sendo realizados sobre um novo tipo de tratamento térmico denominado como têmpera e partição principalmente em aços com altos teores de silício. Na microestrutura destes materiais são encontradas quantidades elevadas de austenita retida estabilizada a temperatura ambiente. O tratamento térmico de têmpera e partição consiste em realizar uma têmpera em temperaturas intermediárias entre Mi e Mf, seguido de um reaquecimento a temperaturas superiores a Mi com manutenção desta temperatura por determinado espaço de tempo, a fim de estabilizar a austenita remanescente através da partição do carbono a partir da martensita. No tratamento térmico de têmpera e partição as amostras foram austenitizadas a 900ºC por 45 minutos e resfriadas em banho de sal nos parâmetros de 200ºC (A), 170ºC (B) e 140ºC (C), e imediatamente as amostras foram reaquecidas para o processo de partição com temperatura de 400ºC por 30 minutos. Neste trabalho, está sendo analisado o comportamento do ferro fundido nodular da série FE-45012 submetido ao processo de têmpera e partição e logo após o processo de tratamento criogênico com resfriamento a temperatura de -195,6º em nitrogênio líquido e também em processo sub zero no ultra freezer a temperatura de -70ºC, e a verificação se a austenita retida continuará estável após a submissão destes processos. Após a aplicação do tratamento térmico de têmpera e partição, verificou-se a presença de martensita na microestrutura tanto em microscopia ótica quanto em microscopia eletrônica de varredura e, com a utilização da microssonda EDS, foram analisados semi quantitativamente regiões claramente apontadas como martensíticas com "ilhas" de austenita não sendo possível diferenciar pelos teores de carbono a migração de carbono da austenita para a martensita. A dureza e microdureza Vickers apresentou aumento de valores após a aplicação dos tratamentos térmicos têmpera e partição, têmpera e partição com sub zero e têmpera e partição com criogenia, comparando-se com o metal base. Após a aplicação do tratamento criogênico e sub zero verificou-se um aumento significativo da dureza apenas em relação ao parâmetro C de resfriamento a 140ºC. Os resultados dos ensaios de impacto Charpy após os processos de tratamento sub zero e criogenia seguiram a tendência de valores similares nos parâmetros B e C. Os resultados obtidos no parâmetro A apresentaram comportamento em impacto iguais ou superiores ao metal base e superiores aos encontrados em B e C. As análises fractográfica dos corpos de provas submetidos ao ensaio de impacto Charpy apresentaram fraturas com morfologia frágil pelo mecanismo de clivagem. As fractografias analisadas em MEV detectaram alguns micro alvéolos coalescidos demonstrando a influência da austenita na microestrutura. É possível perceber que em praticamente todas as condições testadas o ferro fundido nodular da série FE-45012 melhorou suas propriedades mecânicas podendo ser criado uma janela de processos para a aplicabilidade deste material nas condições estudadas.