Comparativo de tenacidade encontrada no aço SAE-4140 nas condições temperado-revenido e austemperado

Abstract

Este trabalho de conclusão de curso foi desenvolvido através de uma parceria entre a Universidade de São Paulo, campus de São Carlos, e a Faculdade de Tecnologia de Sertãozinho, e se trata de uma extensão do trabalho desenvolvido pela aluna Mariane Bardella de Castro, no qual a mesma realizou um comparativo de tenacidade encontrada em amostras do aço SAE-4140 nas condições temperado, revenido e austemperado, a fim de comprovar se os materiais austemperados apresentam uma tenacidade superior quando comparados aos mesmos materiais na condição de temperado e revenido, estando todos eles com valores de dureza similares. A primeira parte se utilizou de 12 amostras do referido material, na qual estas foram submetidas a tratamentos térmicos e isotérmicos em quatro diferentes faixas de temperatura, avaliados por meio de ensaios de impacto e dureza. Já nesta extensão, se utilizou de 9 amostras do referido material, na qual os mesmos foram submetidos a tratamentos térmicos e isotérmicos em outras três faixas de temperaturas, seguida de uma caracterização mecânica composta por avaliação da dureza e ensaio de impacto. Por último, a microestrutura de cada condição avaliada foi obtida por meio de análise metalográfica. De um modo geral, notou-se que as condições de têmpera e revenido em temperaturas elevadas apresentaram valores de tenacidade superiores aqueles encontrados pelo material na condição austemperado, sendo que os valores de dureza são similares. Adicionalmente, para valores de patamar próximos de 300°C, foi possível identificar a presença de uma pequena quantidade de martensita, responsável pelo baixo valor de tenacidade.

This course was developed through a partnership between the University of São Paulo, Campus of São Carlos, and the Faculty of Technology of Sertãozinho, and it is an extension of the work developed by the student Mariane Bardella de Castro, in which she accomplished a comparative of tenacity found in samples of SAE-4140 steel in tempered and austempered conditions, in order to verify if the austempered materials present a superior tenacity when compared to the same materials in tempered condition, all of them with similar hardness values. In the first part 12 samples of this material were used, in which they were submitted to thermal and isothermal treatments in four different temperature ranges, evaluated by the impact and hardness tests. Already in this extension, 9 samples of this material were used, in which they were submitted to thermal and isothermal treatments in three other temperature ranges, followed by a mechanical characterization composed by the hardness evaluation and impact test. Finally, the microstructure of each evaluated condition was obtained by means of metallographic analysis. In general, the tempered conditions at elevated temperatures showed higher toughness values than those encountered by the material in the austempered condition, the hardness values being similar. Additionally, for the values close to 300°C, it was possible to identify the presence of a small amount of martensite, responsible for the low tenacity value.