Estudo da temperabilidade dos aços através de ensaio Jominy, utilizando aços SAE 1045 e SAE 4140

Abstract

A estrutura final obtida após o processo de tempera é influenciada pela quantidade de C (carbono) e o teor de elementos de liga presentes na composição química do material. Esta pesquisa tem por finalidade comparar o indice de temperabilidade de um aço médio carbono, e um aço baixa liga. Para isto serão utilizados SAE 1045 e SAE 4140, respectivamente. A comparação será realizada através de um Ensaio Jominy, posteriormente será aplicado ensaio de dureza, e também metalografia. Neste estudo, serão apresentados os materiais supracitados, assim como suas composições químicas, propriedades mecânicas, e aplicações no cotidiano. Após apresentar os materiais, será apresentado com detalhes o processo de tempera, incluindo os principais meios de resfriamento, a estrutura obtida após o tratamento, entre outras informações importantes sobre este processo de tratamento térmico. Alguns elementos de liga que podem influenciar no indice de temperabilidade, também serão comentados. Além disso, esta pesquisa mostrará que o tamanho dos grãos, a homogeneidade da estrutura, e a temperatura ou tempo de autenitização também podem influenciar na temperabilidade dos materiais. Finalizando o capitulo número dois - revisão da literatura - estão descritos os dois principais métodos para medir a temperabilidade, são eles Ensaio Grossman e Ensaio Jominy. No capitulo três - materiais e métodos - será descrito exatamente como foi realizado o Ensaio Jominy, desde a preparação dos corpos de prova, até a medição de dureza. Com o ensaio Jominy devidamente executado, foi possivel relacionar as durezas encontradas com a distância da extremidade temperada. Através desta relação, foram traçados os gráficos conhecidos como "curvas Jominy"; estas curvas facilitam a visualização da temperabilidade de cada material, ou seja, é possivel perceber que o material SAE 4140 realmente tem maior indice de temperabilidade, pois a curva Jominy tem queda menos acentuada, o que na prática, indica maior extensão da estrutura martensitica ao longo da material.

The final structure obtained after the tempering process is influenced by the quantity of C (carbon) and the content of alloying elements present in the composition of the material. This research aims to compare the rate of hardenability of medium carbon steel, and low alloy steel. This will be used to SAE 1045, and SAE 4140, respectively. The comparison is performed through a Jominy test, will be applied later hardness testing, metallography as well. In this study, will present the above material, as well as their chemical compositions, mechanical properties, and applications in everyday life. After presenting the materials, details will be presented with the tempering process, including the primary means of cooling, the structure obtained after treatment and other important information about this heat treatment process. Some alloying elements that may influence the hardenability index will also be discussed. Furthermore, this study shows that the grain size, homogeneity of the structure, and the temperature or time austenitizing may also influence the hardenability of the material. Concluding the chapter number two-literature review - describes the two main methods to the hardenability, they are testing and Grossman Jominy test. In chapter three - materials and methods - will be described exactly as Jominy test was performed, since the preparation of the specimens until the hardness measurement. With the test Jominy properly performed, it was possible to relate the hardness found with the distance from the quenched. Through this relationship, it was possible to draw graphs, known as "curves jominy"; these curves facilitate the visualization of the hardenability of each material, ie, you can see that the material SAE4140 actually has a higher index of hardenability, Jominy curve for the has a less pronounced, and in practice this indicates greater extent of martensitic structure throughout the material.