Influência da pré-microestrutura sobre a resistência ao desgaste abrasivo de aços SAE 1045 submetidos à têmpera por indução

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Sergio Mauricio Alves da
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-18042022-161906/
Resumo: O emprego do tratamento térmico superficial por indução tem se tornado cada vez mais frequente devido às muitas vantagens oferecidas por esse processo como, por exemplo, proporcionar ao aço uma maior resistência ao desgaste abrasivo e à fadiga preservando a ductilidade e tenacidade do seu núcleo. Um dos objetivos desse trabalho foi demonstrar que os resultados obtidos após a têmpera superficial por indução são fortemente dependentes da pré-microestrutura do material, ou seja, são influenciados pela microestrutura que antecede a esse tratamento térmico. Além disso, buscou se demonstrar que a dureza alcançada após a têmpera por indução não deve ser, isoladamente, o único fator a ser considerado quando se pretende elevar a resistência ao desgaste abrasivo e que outros fatores, tais como, homogeneidade da microestrutura, tamanho de grão pré-austenítico (PAGS) e o equilíbrio entre dureza e tenacidade podem maximizar os resultados alcançados. Para esse fim, parte das amostras de uma mesma barra de aço SAE 1045 foi tratada termicamente em forno convencional obtendo se com isso 3 diferentes microestruturas iniciais (1) conforme recebido, (2) normalizado e (3) normalizado temperado e revenido – e, posteriormente, temperadas por indução utilizando se 3 diferentes parâmetros obtendo se, no total, 9 grupos de amostras com durezas superficiais similares. Após sua caracterização, as amostras de cada um desses 9 grupos foram submetidas a ensaio de desgaste microabrasivo e seus desempenhos foram comparados entre si e, também, com outros dois grupos de amostras preparadas exclusivamente para essa etapa: amostras somente temperadas por indução, sem revenimento, e amostras com tamanhos de grão pré-austenítico (PAGS) bem maiores do que o normalmente encontrado após a têmpera por indução. Ao final dos ensaios, observou se que as amostras com pré-microestrutura temperada e revenida foram as que apresentaram uma microestrutura mais homogênea após a têmpera superficial por indução e obtiveram os melhores resultados quanto à resistência ao desgaste abrasivo embora apresentassem dureza superficial similar aos demais grupos de amostras. Ademais, observou se a influência do tamanho de grão pré-austenítico (PAGS) na resistência ao desgaste abrasivo sugerindo que um menor tamanho de grão, além de conferir ao material uma melhor resistência ao impacto, também proporciona uma maior resistência ao desgaste abrasivo.
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Um dos objetivos desse trabalho foi demonstrar que os resultados obtidos após a têmpera superficial por indução são fortemente dependentes da pré-microestrutura do material, ou seja, são influenciados pela microestrutura que antecede a esse tratamento térmico. Além disso, buscou se demonstrar que a dureza alcançada após a têmpera por indução não deve ser, isoladamente, o único fator a ser considerado quando se pretende elevar a resistência ao desgaste abrasivo e que outros fatores, tais como, homogeneidade da microestrutura, tamanho de grão pré-austenítico (PAGS) e o equilíbrio entre dureza e tenacidade podem maximizar os resultados alcançados. Para esse fim, parte das amostras de uma mesma barra de aço SAE 1045 foi tratada termicamente em forno convencional obtendo se com isso 3 diferentes microestruturas iniciais (1) conforme recebido, (2) normalizado e (3) normalizado temperado e revenido – e, posteriormente, temperadas por indução utilizando se 3 diferentes parâmetros obtendo se, no total, 9 grupos de amostras com durezas superficiais similares. Após sua caracterização, as amostras de cada um desses 9 grupos foram submetidas a ensaio de desgaste microabrasivo e seus desempenhos foram comparados entre si e, também, com outros dois grupos de amostras preparadas exclusivamente para essa etapa: amostras somente temperadas por indução, sem revenimento, e amostras com tamanhos de grão pré-austenítico (PAGS) bem maiores do que o normalmente encontrado após a têmpera por indução. Ao final dos ensaios, observou se que as amostras com pré-microestrutura temperada e revenida foram as que apresentaram uma microestrutura mais homogênea após a têmpera superficial por indução e obtiveram os melhores resultados quanto à resistência ao desgaste abrasivo embora apresentassem dureza superficial similar aos demais grupos de amostras. Ademais, observou se a influência do tamanho de grão pré-austenítico (PAGS) na resistência ao desgaste abrasivo sugerindo que um menor tamanho de grão, além de conferir ao material uma melhor resistência ao impacto, também proporciona uma maior resistência ao desgaste abrasivo.The use of surface heat treatment by induction has become increasingly frequent due to the many advantages offered by this process, for example, providing steel with greater resistance to abrasive wear and fatigue while preserving the ductility and toughness of its core. One of the objectives of this work was to demonstrate that the results obtained after surface hardening by induction are strongly dependent on the pre-microstructure of the material, that is, they are influenced by the microstructure that precedes this heat treatment. In addition, I sought to demonstrate that the hardness achieved after induction hardening should not be, in isolation, the only factor to be considered when seeking to increase abrasive wear resistance and that other factors, such as homogeneity of the microstructure, pre-austenitic grain size (PAGS) and the balance between hardness and toughness can maximize the results achieved. For this purpose, part of the samples of the same SAE 1045 steel bar was heat treated in a conventional oven, thus obtaining 3 different initial microstructures - (1) as received, (2) normalized and (3) normalized quemched and tempered - and, subsequently, induction hardened using 3 different parameters, obtaining a total of 9 groups of samples with similar surface hardness. After its characterization, the samples from each of these 9 groups were subjected to a microabrasive wear test and their performances were compared with each other and also with two other groups of samples prepared exclusively for this step: samples only tempered by induction, without tempering, and samples with pre-austenitic grain sizes (PAGS) much larger than normally found after induction hardening. At the end of the tests, it was observed that the samples with quenched and tempered pre-microstructure were the ones that presented a more homogeneous microstructure after surface tempering by induction and obtained the best results in terms of abrasive wear resistance, although they presented surface hardness similar to the others groups of samples. Furthermore, the influence of pre-austenitic grain size (PAGS) on abrasive wear resistance was observed, suggesting that a smaller grain size, in addition to giving the material better impact resistance, also provides greater resistance to abrasive wear.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCanale, Lauralice de Campos FranceschiniSilva, Sergio Mauricio Alves da2022-03-09info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-18042022-161906/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2022-04-19T14:53:57Zoai:teses.usp.br:tde-18042022-161906Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212022-04-19T14:53:57Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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