Têmpera no aço inox AISI 420 e a influência das temperaturas de revenimento na resistência à corrosão

Abstract

Os aços inoxidáveis martensíticos AISI 420 são muito usados na fabricação de facas, componentes mecânicos e moldes de injeção, por terem elevada dureza e uma moderada resistência à corrosão. Para obter essa última características, ele deve ser temperado e revenido. Sua composição base é o Fe, C e Cr com adição de Ni, Mo e ou V possibilitando a ele ter uma estrutura austenítica no aquecimento e martensítica na têmpera, a resposta ao revenimento também se dá a esses elementos. A resistência a corrosão está intimamente ligada ao ciclo de tratamento térmico usado, as combinações das temperaturas de austenitização e revenimento possuem grande impacto na resistência a corrosão do material. Nesse trabalho vamos avaliar qual a melhor temperatura de austenitização para se obter a maior dureza e a influência das temperaturas de revenimento na corrosão. Para isso foi realizado três tratamentos térmicos de temperas nas temperaturas de austenitização de 950, 1000, 1050°C sem realiza posterior revenimento, com os resultados das durezas das três amostras e com ajuda do software Origin, para elaboração de uma equação matemática, que determinou que a temperatura de austenitização de 995°C se obtém a maior dureza que é 53,4HRC. Para avaliar a influência das temperaturas de revenimento na corrosão foi realizado tratamento térmico de tempera na temperatura de austenitização de 1000°C e o revenimento em temperaturas de 300, 350, 400, 450, 500, 550 e 600°C. As amostras foram submetidas a ensaio de dureza, análise metalográfica e teste de corrosão por Salt Spray com duração de 96 horas. Com os resultados de dureza e de corrosão das amostras revenidas foi possível observar o segundo endurecimento e foi possível identificar macroscopicamente que quanto maior a temperatura de revenimento, maior será a quantidade de sítios de corrosão que se forma, salvo na amostra revenimento de 550°C que se obteve um resultado inesperado.

AISI 420 martensitic stainless steel is widely utilized in knife manufacturing, mechanical components, and injection molds, due to its high hardness and corrosion resistance. For the obtention of these characteristics, the steel needs to be quenched and tempered. AISI 420 steel is composed of Fe and Cr, with the addition of Ni, Mo, and V, providing an austenitic microstructure during heating and martensitic microstructure after quenching, tempering result is also influenced by these elements. Corrosion resistance is intimately linked to the utilized heat treatment cycle, the combination of austenitization temperature and tempering are fundamental to the corrosion resistance of the material. This work will evaluate the best austenitization temperature to obtain the highest hardness of the material and the influence of tempering on corrosion resistance. For that, it was performed three different heat treatments of quenching, with austenitization temperatures of 950, 1000, and 1050ºC. Analyzing the results of the hardness of samples after treatments with Origin software polynomial fitting, the ideal austenitization temperature was 995ºC with a hardness of 53,4 HRC. To evaluate the influence of tempering temperatures on corrosion resistance, quenching was performed at an austenitization temperature of 1000ºC and tempering temperatures of 300, 350, 400, 450, 500, 550, and 600ºC. Samples were submitted to hardness test, metallographic analysis, and corrosion test by Salt Spray for 96h. By observing the hardness and corrosion results of tempered samples, it was possible to observe a second hardening and it was possible to identify macroscopically that the higher the tempering temperature, the higher the formed corrosion sites, with exception of sample tempered at 550ºC, which has presented an unexpected result.