Comparação entre as propriedades mecânicas dos aços AISI 5160 e AISI 9260 temperados e revenidos

Abstract

A proposta deste trabalho foi estudar dois aços de mesmo teor de carbono, mas com alguma variação nos elementos de liga que apresentam, submetê-los aos mesmos parâmetros de tratamentos térmicos e fazer uma análise comparativa dos resultados obtidos de análises metalográficas e ensaios de impacto e dureza, inclusive com os mesmos na condição microestrutural original, ou seja, bruta de conformação a quente. Os copos de prova foram submetidos a tratamento de têmpera em óleo após terem sido austenitizados a 980°C e, parte destes também foi revenido a 390°C. Após os ensaios de impacto, um corpo de prova (rompido) de cada condição microestrutural foi usado para as análises metalográficas (embutidos) e para os ensaios de dureza Rockwell C. Os resultados foram os esperados, pois confirmaram o efeito dos elementos de liga sobre o aumento da temperabilidade, que é a habilidade de um aço em formar martensita em maiores profundidades a partir da superfície, mostraram, ainda que o aço AISI 5160 apresentou menor absorção de energia que o AISI 9260, apesar de os dois terem apresentado praticamente a mesma dureza superficial. A igualdade de dureza é justificada, pois os aços têm o mesmo teor de carbono, que é o único responsável pela dureza da martensita. Em termos de análise metalográfica, observou-se, como previsto, que os aços, respectivamente, nas condições brutas de conformação, temperados e temperados e revenidos, apresentaram: AISI 5160 - perlita (lamelas finas e compactas) e ferrita; estrutura martensitica com trincas nos contornos de grãos; e martensita em início de decomposição; e AISI 9260 - perlita em decomposição e ferrita de grãos refinados; martensita de aspecto frágil; e martensita revenida em início de decomposição. Foi também possível concluir que o aço AISI 9260 é mais recomendado para utilização em peças que sofram impactos quando em operação, como por exemplo, partes de colheitadeiras de cana.

The purpose of this study was two analyse two different steels with the same carbon content, but with some variation in the alloying elements they present, submit them to the same parameters of heat treatment and make a comparative analysis of the results of metallographic analysis and impact and hardness tests, with them in the same original microstructural condition, it is gross according to the hot forming. The test specimen underwent a tempering treatment in oil after being austenitized to 980°C and, and part of them were also tempered at 390°C. After the impact tests, a test specimen (cracked) in each microstructural condition was used for metallographic analysis (embedded) and for the Rockwell C hardness test. The results were expected, because they confirmed the effect of the alloying elements on the increasing of the hardenability, which is the ability of a steel to form martensite at depths from the surface, and also showed that the steel AISI 5160 showed less absorption of energy than the AISI 9260, although both have shown nearly the same surface hardness. Equal hardness is justified because the steels have the same carbon content, which is the only responsible for the hardness of the martensite. In terms of metallographic analysis, we observed that, as expected, the steel, respectively, in gross terms of conformation, Tempered and Hardened tempered presented: AISI 5160 - perlite (thin and compact lamellae) and ferrite; martensitic structure with cracks in the grain boundaries; and martensite in early decomposition; and AISI 9260-pearlite decaying and ferrite in refined grains; frail martensite; and tempered martensite in early decomposition. It was also concluded that the steel AISI 9260 is more suitable for the use in parts that suffer impacts when in operation such as parts of cane harvesters.