Efeito da soldagem a laser seguida de revenimento na microestrutura, microdureza e comportamento ao desgaste dos aços DIN1.4003 e AISI42.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gonçalves, Karina Aparecida Martins Barcelos
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16024
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Efeito da soldagem a laser seguida de revenimento na microestrutura, microdureza e comportamento ao desgaste dos aços DIN1.4003 e AISI42.Aço inoxidável - Ferrítico DIN1.4003Aço Inoxidável - Martensítico AISI420Solda e soldagem - soldagem a LaserTratamento térmico - revenimentoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Os aços DIN1.4003 e AISI420 são, respectivamente, aços inoxidáveis ferrítico e martensítico fabricados pela empresa Aperam South América com teores de cromo relativamente baixos em relação aos outros aços da mesma classe dos tipos ferríticos e martensíticos. O aço AISI420 apresenta boa resistência à corrosão e ao desgaste, e também uma boa qualidade de corte. Por isso, tais aços são empregados em indústrias de cutelaria e lâminas de turbinas a vapor, entre outros. O aço DIN1.4003 é um aço inoxidável ferrítico, não estabilizado e com baixo teor de carbono, no entanto, ele apresenta resistência mecânica por tração e corrosão superior aos aços de baixo carbono comuns. Esse aço apresenta baixo custo devido à composição química ser simples, por isso ele tem sido observado para realização de futuras aplicações, que tem como pré-requisitos: resistência tanto mecânica, como também resistência ao desgaste e à corrosão. O processo de soldagem favorece a produção de peças que podem ser empregadas em diversos setores industriais. No entanto, alterações estruturais e mecânicas decorrentes do ciclo térmico do processo podem causar baixa resistência mecânica devido ao endurecimento do cordão. Nos trabalhos presentes na literatura é observado uma lacuna em determinar a evolução microestrutural do cordão de solda após o processo de soldagem a laser seguido de diferentes temperaturas de tratamento térmico de revenimento. Neste contexto, as amostras dos aços DIN1.4003 e AISI420, nos estados de entrega como temperado ou recozido, foram selecionados para dar início a pesquisa junto aos ensaios de dilatometria para descrever as temperaturas de transformações críticas e da martensita. Todas as análises foram realizadas em conjunto com softwares de simulação termodinâmica usando Thermo-Calc e pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) por meio do software Sysweld, permitindo melhor a compreensão das transformações ocorridas nas zona fundida e afetada termicamente. Medidas de dureza foram obtidas por ensaios Vickers nas amostras soldadas a laser com e sem tratamento térmico de revenimento. Os resultados apresentados mostraram que o tratamento térmico de revenimento poderá ser adotado para reduzir a dureza das juntas soldadas. Para o ensaio de desgaste foram selecionadas amostras a partir dos resultados do ensaio de microdureza. Após os testes de resistência ao desgaste foi constatado que, o aço inoxidável AISI420, soldado a laser e seguido de revenimento nas temperaturas de 300 e 400°C, mostrou melhor comportamento quanto a dureza e resistência ao desgaste. Esses aços apresentam uma microestrutura martensítica no material de base. Na zona termicamente afetada são observados grãos mais finos e precipitados no seu interior e contorno. Na zona fundida, a microestrutura martensítica, apresentou morfologias de solidificação de grãos xi dendríticas e equiaxiais. Os resultados do ensaio de microdureza e resistência ao desgaste mostram que os aços inoxidáveis DIN1.4003 e AISI420 apresentam potenciais para sua utilização com relação ao processo de soldagem a laser e tratamento térmico de revenimento.DIN1.4003 and AISI420 steels are, respectively, ferritic and martensitic stainless steels manufactured by Aperam South America with relatively low chromium contents compared to other steels in the same class of ferritic and martensitic types. AISI420 steel has good resistance to corrosion and wear, as well as good cut quality. For this reason, such steels are used in cutlery and steam turbine blades, among others. DIN1.4003 steel is a ferritic stainless steel, non-stabilized and with low carbon content, however, it presents tensile mechanical strength and corrosion superior to ordinary low carbon steels. This steel has a low cost due to its simple chemical composition, which is why it has been observed for future applications, which has as prerequisites: both mechanical resistance, as well as wear and corrosion resistance. The welding process favors the production of parts that can be used in several industrial sectors. However, structural and mechanical changes resulting from the thermal cycle of the process can cause low mechanical resistance due to the hardening of the weld bead. In the literature, a gap is observed in determining the microstructural evolution of the weld bead after the laser welding process followed by different tempering heat treatment temperatures. In this context, samples of DIN1.4003 and AISI420 steels, in the tempered or annealed delivery conditions, were selected to realize the research together with dilatometry tests to describe the temperatures of critical transformations and martensite. All analyzes were, carried out in conjunction with thermodynamic simulation software using Thermo-Calc, and the Finite Element Method (MEF) using Sysweld, allowing a better understanding of the transformations occurred in the fusion and thermally affected zones. Microhardness measurements were obtained by Vickers tests on laser-welded samples with and without tempering heat treatment. The results presented showed that the tempering heat treatment can be adopted to reduce the hardness of the welded joints. For the wear test, samples were selected from the results of the microhardness test. After the wear resistance tests, it was found that stainless steel AISI420, laser welded and followed by tempering at temperatures of 300 and 400°C, showed better behavior in terms of hardness and wear resistance. These steels have a martensitic microstructure in the base material. In the thermally affected zone, finer grains and precipitated are observed inside and around it. In the molten zone, the martensitic microstructure, showed solidification morphologies of dendritic and equiaxial grains. The results of the microhardness and wear resistance test show that DIN1.4003 and AISI420 stainless steels have potential for their use in relation to the laser welding process and tempering heat treatment.Lima, Milton Sérgio Fernandes deFaria, Geraldo Lúcio deLima, Milton Sérgio Fernandes deCarvalho, Sheila Medeiros dePérez Escobar, Diana MaríaSiqueira, Rafael Humberto Mota deOliveira, Tarcísio Reis deFaria, Geraldo Lúcio deGonçalves, Karina Aparecida Martins Barcelos2023-01-24T17:38:59Z2023-01-24T17:38:59Z2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfGONÇALVES, Karina Aparecida Martins Barcelos. Efeito da soldagem a laser seguida de revenimento na microestrutura, microdureza e comportamento ao desgaste dos aços DIN1.4003 e AISI42. 2020. 132 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2020.http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/16024http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 21/05/2021 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOP2023-01-24T17:39:08Zoai:repositorio.ufop.br:123456789/16024Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332023-01-24T17:39:08Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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