Efeito do processamento criogênico na microestrutura e propriedades mecânicas do aço SAE M2 temperado e revenido

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010Neste trabalho estudou-se as microetruturas e as propriedades mecânicas geradas por processos realizados em temperaturas abaixo de 0 C, em corpos de prova de aço SAE M2, tratados termicamente. Muito se tem discutido com relação à criogenia em aços, e neste trabalho foi realizada uma verificação da existência de alteraçõess significativas nas propriedades mecânicas e metalúrgicas dos aços SAE M2, com a utilização dos processos criogênicos. Todos os corpos de prova foram temperados em forno a vácuo com resfriamento em nitrogênio gasoso com 5 bar de pressão, seguindo os padrões de tratamento térmico para o aço SAE M2. Antes de realizar os revenidos subseqüentes à têmpera, foram realizadas três rotas de processos com temperaturas abaixo de 0 C (-30 C, -80 C e -196 C). Após serem submetidos aos processos com temperatura abaixo de zero os corpos de prova foram revenidos a temperaturas de 540 C, 590 C e 600 C. Os corpos de prova submetidos às temperaturas de -30 C, -80 C e -196 C, foram analisados com um, dois e três revenidos. O ensaio de difração de Raio-X(quantitativo) realizado para verificar a presença de austenita, demonstrou que submetendo as amostras a temperatura de -30 C e dois revenidos subsequentes proporciona uma porcentagem de austenita retida nas amostras já era menor que 5%. A avaliação de tenacidade foi realizada através de um ensaio de flexão por 4 pontos e revelou que o corpo de prova submetido a -196 C e três revenidos subsequentes obteve um resultado de tenacidade acima da média dos outros processos realizados. Para verificar a resistência ao desgaste dos corpos de prova foi utilizado o ensaio de "disco de borracha & areia abrasiva", onde observou-se que os corpos de prova submetidos a temperatura de -196 C tiveram menor perda de massa. A análise de microscopia eletrônica de varredura mostra uma semelhança muito grande entre as microestruturas de todos os corpos de prova submetidos as temperaturas abaixo de zero. Os corpos de prova que apresentaram melhor resultado nos ensaios mecânicos(desgaste e flexão) foram os tratados a -196 C e com três revenidos