Efeito da têmpera e revenido nas propriedades mecânicas e microestruturais de aços rápidos obtidos por processos convencionais e metalurgia do pó

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012Neste trabalho estudou-se o efeito da têmpera e revenido nas propriedades mecânicas e microestruturais de aços rápidos obtidos por fundição convencional com processamento termomecânico e metalurgia do pó aplicados em ferramentas para conformação a frio. Nos tratamentos térmicos foram utilizadas duas temperaturas de têmpera (1180 e 1210 °C) e duas temperaturas de revenido (560 e 600 °C). As transformações microestruturais após os tratamentos térmicos foram verificadas por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura com EDS e difratometria de raios X. Por se tratar de aços aplicados em ferramentas para a conformação a frio, duas características se tornam significativas: a dureza que confere resistência ao desgaste e estabilidade dimensional, e a tenacidade que possibilita ao material suportar consideravelmente esforços cíclicos compressivos. O comportamento mecânico das amostras após o ciclo de tratamento térmico foi avaliado através dos ensaios de dureza, microdureza e flexão em quatro pontos. Os ensaios de dureza e microdureza indicaram que as amostras revenidas a 600 °C alcançaram valores inferiores em razão do coalescimento dos carbonetos secundários. Também indicou valores superiores nas amostras obtidas pela metalurgia do pó devido à composição química. Com o ensaio de flexão em quatro pontos foram observadas a energia e a resistência à ruptura transversal superiores 130% e 36% respectivamente nas amostras obtidas por metalurgia do pó. Isto se deve basicamente às características dos carbonetos primários. No teste industrial foi avaliada a vida das ferramentas através do critério de fratura frágil em processo. Os resultados apontaram superioridade nas amostras obtidas por metalurgia do pó e nas amostras revenidas a 600 °C. Isto evidencia o efeito do coalescimento dos carbonetos primários e principalmente secundários com o revenido.<br>Abstract : The aim of the present work was to examine the effect of quenching and tempering on the mechanical and microstructure properties of high speed steels obtained by conventional casting with thermomechanical processes and powder metallurgy used in cold forming tools. Heat treatments were used two quenching temperatures (1180 and 1210 °C) and two tempering temperatures (560 and 600 °C). The microstructural changes during the heat treatments were examined by optical microscopy, scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction. As these steels are used in cold forming tools, two characteristics become significant, the hardness which gives wear resistance and dimensional stability, and the toughness which enables a material to support the cyclic stress compression considerably. The mechanical behavior of the samples after the heat treatment route was evaluated by hardness test, microhardness test and four-point bend test. The hardness and microhardness tests indicated samples tempered at 600 °C achieved lesser values due secondary carbides coalescing. Also indicated higher values in powder metallurgy samples because chemical composition. Through the four-point bend test were observed higher results of energy and transverse rupture strength 130% and 36% respectively in powder metallurgy samples. These results are due primary carbides characteristics basically. Industrial test evaluated tool life in process by fragile fracture criteria. The results indicated higher values in powder metallurgy samples and the samples tempered at 600 °C. This fact evinced the effect of primary carbides coalescing and mainly secondary carbides coalescing in tempering