Influência do tratamento térmico superficial realizado com laser Nd:YAG pulsado no ganho de propriedades mecânicas superficiais no aço ferramenta VP 100

• Autor(a) principal: Crespo, Gillian da Silva
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/155978
• topic: Têmpera; Dureza; Réplica; Desgaste; Nitrogênio; Tempering; Toughness; Replica; Wear; Nitrogen

Dentre os diversos aços ferramenta disponíveis atualmente, encontra-se o aço VP 100, aço ferramenta de estrutura bainítica empregado no setor de fabricação de moldes e matrizes. A literatura traz diversos estudos acerca desse aço frente à processos de usinagem. Entretanto, poucos estudos tratam do comportamento desse aço frente a utilização, direta ou indireta, de processos de soldagem. Desse modo, esse trabalho analisou a influência na estrutura e, nas propriedades mecânicas (dureza e taxa de desgaste) superficiais, do aço VP 100 quando submetido a um processo de tratamento térmico superficial. O processo de tratamento térmico superficial foi realizado através da execução de sucessivos cordões de solda, autógenos, na superfície do material, por meio de um sistema de laser de estado sólido Nd:YAG na condição pulsado. O aço VP 100 foi inicialmente investigado quanto a presença de isotropia em sua estrutura, visando excluir a direção adotada para tratamento térmico como fator influenciador nos resultados. Com uma estrutura visualmente semelhante em todas as direções e, com valores de dureza médios muito próximos entre direções, a direção adotada foi excluída como fator de influência no processo. Em seguida, realizou-se cordões de solda, autógenos, em seis condições distintas (SG, AR, N, N1, N2 e N3), analisados posteriormente através de ensaios de microdureza Vickers, para determinação da melhor condição para execução do tratamento térmico. As condições N1, N2 e N3 (todas com utilização de gás nitrogênio), apresentaram os melhores resultados de dureza (superficialmente e na faixa de profundidade de 0,30 mm), sendo escolhidas para a execução do tratamento térmico. Os corpos de prova tratados termicamente foram analisados através de difratogramas de raios-x e réplica por extração de carbono. Em nenhuma das duas análises houve a detecção da formação de nitretos no metal pós-tratamento. Ainda acerca dos difratogramas de raios-x, os dados obtidos mostraram a mudança da estrutura do material, de bainítica para martensítica, e a redução do tamanho dos cristalitos nas três condições. Os ensaios de taxa de desgaste mostraram melhores resultados para as condições de maior dureza, com melhores resultados na condição N3. Por fim, a condição N3 foi estipulada como a melhor condição, dentre as analisadas, para realização de tratamento térmico superficial no aço VP 100, apresentando além de uma elevação na dureza, uma baixa taxa de desgaste, fatores atribuídos à formação de uma estrutura martensítica, redução do tamanho dos cristalitos e intersticialização de nitrogênio no metal pós-tratamento térmico.