Estudo da influência da criogenia na resistência ao desgaste abrasivo do aço ASTM 743 tipo CA6NM

Abstract

O Tratamento Criogênico Profundo, Deep Cryogenic Treatment (DCT) em inglês, vem sendo muito utilizado na indústria para o melhoramento das propriedades mecânicas dos aços, fundamentalmente a resistência ao desgaste. Neste trabalho foi utilizado tratamento criogênico a –1900C por 20 horas, após tratamento térmico de têmpera e revenido, no aço inoxidável martensítico do tipo CA6NM, para melhorar a resistência mecânica associada à resistência ao desgaste abrasivo. Os 36 corpos-de-prova, divididos em dois grupos de 18, foram austenitizados por quarenta e cinco minutos a 9650C e 10650C, respectivamente, com posterior têmpera em óleo a temperatura ambiente e revenimento a 565ºC por 90 minutos, com resfriamento ao ar. 24 amostras foram em seguida tratadas criogenicamente, seguindo-se, para uma parte destas, 12 amostras, um novo ciclo de revenimento a 565ºC por 90 minutos. Foram realizados os seguintes testes nos corpos tratados com e sem criogenia: Dureza Brinell, Difratometria de Raios X, Metalografia e ensaio de desgaste micro-abrasivo. Foram encontradas variações na microestrutura com melhoria na resistência ao desgaste nas amostras austenitizadas a 9650C e tratadas criogenicamente, em comparação àquelas apenas submetidas ao tratamento convencional. Estas variações devem-se ao efeito positivo do DCT sobre a microestrutura do aço austenitizado a baixa temperatura. A microestrutura passa de ripas de martensita, distribuídas paralelamente formando blocos - obtidos do tratamento convencional -, a pequenos pacotes paralelos ou quase paralelos de finas agulhas formando grãos austeníticos. Encontram-se traços de austenita anterior ou revertida delimitando os grãos. Presume-se a formação de microcarbonetos homogeneamente distribuídos na matriz e nos contornos de grão da austenita revertida. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The Deep Cryogenic Treatment (DCT) has been used in the industry for the improvement of steel mechanical properties, basically the resistance to the abrasive wear resistance. At this work the cryogenic treatment at -1900C for 20 hours was applied, after conventional head treatment, to the martensitic stainless steel grade CA6NM to improve the mechanical resistance associated to the abrasive wear resistance. The specimens, divided in two groups, had been austenitized for forty and five minutes at 9650C and 10650C, respectively, then quenched in oil at room temperature. After that they were tempered at 565ºC for 90 minutes, then cooled in air. Subsequently some samples were treated cryogenically, and some of them were submitted to a new cycle of tempering at 565ºC for 90 minutes. The performed experiment included: Hardness Brinell, Difratometry X ray, Metallography and micro-abrasive wear test. Variations in the microstructure with an improvement in the abrasive wear coefficient were found, in the samples austenitized at 9650C, comparing the cryogenically treated and those only submitted to the conventional treatment. These variations are probably a positive effect of the DCT on the samples’ microstructure. The microstructure was transformed blocks of parallel lath martensite to small parallel or almost parallel packages of fine needles forming austenite. Traces of previous or reverted austenite were found delimiting the grains. It is presumed that micro-carbide homogeneously distributed in the matrix and in the grain’s contours of the reverted austenite was formed.