Caracterização mecânica e microestrutural do aço AISI 4140 soldado pelos processos laser e plasma

• Autor(a) principal: Gregio, Cesar Augusto da Silva
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/214666
• topic: Aço de alta resistência; Soldagem; Metais – tratamento térmico; Chapas de aço; Solda a laser; Solda a plasma; Aço AISI 4140; Propriedades mecânicas; Caracterização microestrutural; Laser welding; Plasma welding; Mechanical properties; Microstructural characterization

O setor automotivo e, principalmente, o aeroespacial são exemplos de áreas onde o aço AISI 4140 tem larga aplicação. Na indústria aeroespacial o aço AISI 4140 é muito utilizado para confecção de componentes estruturais para aeronaves e envelopes motores de veículos de sondagem. O IAE/DCTA utiliza o aço AISI 4140 na fabricação de virolas de motores de veículos de sondagem. Atualmente, o processo de união destas virolas é feito por soldagem a plasma. Devido às vantagens do processo de soldagem a laser, como rapidez, facilidade de automação, redução nas zonas fundidas e afetadas pelo calor, pretende-se, neste trabalho, comparar os dois processos de soldagem e estudar a viabilidade de se utilizar o processo a laser nas chapas de aço AISI 4140. Foram inicialmente realizadas as soldas (plasma e laser), a partir dos parâmetros de processo encontrados na literatura e foram escolhidos os melhores parâmetros para o aço AISI 4140 com a espessura de 3,5 mm. Foram também aplicados tratamentos térmicos específicos (têmpera e revenimento, apenas revenimento e têmpera intercrítica) pós solda para avaliar se estes poderiam melhorar as propriedades mecânicas. Após esta fase, foi feita uma caracterização microestrutural da zona fundida e da zona afetada pelo calor. Para completar o ciclo e permitir uma compreensão mais aprofundada dos processos, foram realizadas medidas de dureza em cada região da solda e realizados testes de tração para avaliar as propriedades mecânicas. Análises e correlações entre microestrutura e propriedades mecânicas foram realizadas para qualificar os processos de soldagem utilizados. Após os processos de soldagem, tratamentos térmicos e ensaios mecânicos, observou-se um aumento satisfatório nas propriedades mecânicas dos materiais utilizados e boa eficiência das juntas soldadas em praticamente todos os casos estudados, com destaque para a condição temperada e revenida que duplicou os valores de resistência, sem perda da ductilidade. Tecnicamente, o processo de soldagem a laser mostrou-se mais adequado em relação às propriedades mecânicas encontradas, porém estudos de viabilidade econômica devem ser conduzidos paralelamente a fim de apontar o processo de soldagem mais adequado.