Efeito do tratamento térmico na caracterização microestrutural e das propriedades mecânicas de um aço SAE 1045

Abstract

O objetivo deste trabalho é comparar as propriedades mecânicas de um aço SAE 1045 modificadas através de Tratamentos Térmicos. Este aço contém 0,45% de carbono e é classificado como um aço de médio teor sem consideráveis quantidades de elementos de liga em sua estrutura. Os Tratamentos Térmicos que serão realizados englobará os processos de Têmpera e Revenimento e somente Têmpera, os ensaios que deverão ser aplicados são: ensaio de tração, impacto, dureza, análise química e a metalografia para comparação microestrutural e de propriedades mecânicas. O modo de resfriamento será em água para conseguir obter as estruturas desejadas para análise. A têmpera tem como objetivo resfriar bruscamente o material para que não ocorra a dissolução de austenita em ferrita numa condição normal de resfriamento, este resfriamento forçado fará com que a sua fase se torne metaestável deixando todo o conjunto tensionado e resistente ocasionando melhoradas propriedades mecânicas, mas essa tensão tornará a estrutura frágil e de baixa tenacidade. Para a sua correção será aplicado o Revenimento, pois este fará com que a estrutura cristalina se reorganize mesmo estando abaixo da temperatura crítica de transformação. Todavia, as propriedades mecânicas esperadas para o material somente temperado é a alta resistência mecânica, elevada dureza e baixa tenacidade com a microestrutura formada em martensita fina, já o temperado e revenido espera-se alcançar microestruturalmente martensita revenida com dureza menor, mas com tenacidade consideravelmente boa e com ótima resistência mecânica. Portanto, o resultado será satisfatório quando alcançarmos uma média de cada propriedade como resistência mecânica, tenacidade e dureza.

The objective of this study is to compare the mechanical properties of a SAE 1045 steel modified by Heat Treatment. This steel contains 0.45% carbon and is classified as a medium steel content without considerable quantities of alloying elements in its structure. The Heat Treatment to be undertaken will include the processes of Hardening and Tempering, and Hardening only, the tests to be applied are: tensile testing, impact, hardness, chemical analysis and metallographic for microstructure comparison. The method of cooling will be water in order to obtain the desired structures for analysis. Quenching aims to sharply cool the material not to occur the dissolution of austenite to ferrite in a normal condition of cooling, that forced cooling will cause its phase to become metastable leaving the whole stretched and resistant causing improved mechanical properties, but this strain makes a fragile structure and of low toughness. For the correction Tempering will be applied, as this will cause the crystal structure to reorganize despite being below the critical temperature of transformation. However, the mechanical properties expected for the material only hardened is the high mechanical strength, high hardness and low toughness to the microstructure formed by thin martensite, already hardened and tempered is expected to reach microstructurally tempered martensite with lower hardness but with considerable good toughness and excellent mechanical strength. Therefore, the result is satisfactory when attain a weighted average of each property and mechanical strength, toughness and hardness.