Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/doi/10.4322/tmm.2012.043
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

NOVA LIGA Fe-C-Mn-Si-Cr PARA ROLAMENTOS: CURVAS DE REVENIMENTO E FRAGILIZAÇÃO DA MARTENSITA REVENIDA

NEW Fe-C-Mn-Si-Cr BEARING ALLOY: TEMPERING CURVES AND TEMPERED MARTENSITE EMBRITTLEMENT

Marcomini, José Benedito; Goldenstein, Hélio

Downloads: 1
Views: 1153

Resumo

O aço SAE 52100 é utilizado como produto laminado de partida para a fabricação de rolamentos, como também na fabricação de peças e dispositivos que fazem parte do processo de laminação como roletes guia de laminadores e rolos desempenadores de barras. A proposta do presente trabalho é a caracterização da liga Fe-C-Mn-Si-Cr (SAE 52100 modificado com 1,74% de Si) por seu comportamento mecânico perante o revenimento (curva de revenimento) e à fragilização da martensita revenida. O projeto desta liga é baseado na mesma idéia do aço 300M em relação ao SAE 4340. O efeito do silício na cinética de precipitação da cementita retarda a fragilização da martensita revenida. Para determinação de suas propriedades mecânicas foram realizados ensaios de impacto e dureza em amostras temperadas e revenidas do aço modificado, comparativamente a um aço SAE 52100 comercial. São analisados aspectos microestruturais por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios X. A liga ao silício apresenta grande resistência ao amolecimento e mostra-se resistente à fragilização da martensita revenida.

Palavras-chave

Aços, Fragilização, Revenimento, Têmpera

Abstract

SAE 52100 steel is not only used as a rolled raw material for bearing manufacturing but for building some rolling devices as well, such as guide rollers and straightener rollers. The purpose of this work is the characterization of a Fe-C-Mn-Si-Cr bearing alloy (SAE 52100 steel, modified with 1.74% Si) by plotting the variation of quenched and tempered hardness curve (tempering curve) and tempered martensite embrittlement susceptibility. The present application is based on the same idea as 300M steel regarding SAE 4340 steel. The effect of silicon on the kinetics of cementite precipitation leads to a rise in temperature of tempered martensite embrittlement. Quench and temper treatments were carried out and impact tests were performed with modified and commercial steels and the results were compared. Microstructure aspects are studied by scanning electron microscopy and x-ray diffraction analysis. The silicon alloyed steel presents great resistance to softening after tempering and no tempered martensite embrittlement.

Keywords

Steels, Frailty, Tempering, Quench

Referências

1 CABALLERO, F. G.; BHADESHIA, H. K. D. H. Very strong bainite. Current Opinion in Solid State and Materials Science, v. 8, n.3-4, p. 251-7, June-Aug. 2004. http://dx.doi.org/10.1016/j.cossms.2004.09.005

2 PIVATO, P. R. N. et al. Estudo comparativo do comportamento em tração e fadiga de aços com microestrutura multifásica. In: CBECIMat - Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, 17., 2006, Foz do Iguaçu. Anais... São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, 2006.

3 ANAZAWA, R. M. Caracterização mecânica e microestrutural de uma aço 300M com microestrutura multifásica. 2007. 193 p. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Faculdade de Engenharia da Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2007.

4 TOKIMATSU, R. C.; FERREIRA, I. A complexidade do mecanismo de fragilização da martensita revenida. In: CONGRESSO ANUAL DA ABM, 50., 1995, São Pedro. Anais... São Paulo: ABM, 1995. v. 2, p. 183-202.

5 HORN, R. M.; RITCHIE, R. O. Mechanism of tempered martensite embrittlement in low alloy steel. Metallurgical and Materials Transactions A, v. 9, n. 8, p. 1039-53, Aug. 1978.

6 LEE, W.-S.; SU, T.-T. Mechanical properties and microstructural features of AISI 4340 high strength alloy steel under quenched and tempered conditions. Journal of Materials Processing Technology, v. 87, n. 1-3, p. 198-206, Mar. 1999. http://dx.doi.org/10.1016/S0924-0136(98)00351-3

7 REGULY, A. et al. Quench embrittlement of hardened 5160 steel as a function of austenitizing temperature. Metallurgical and Materials Transactions A, v .35, n. 1, p. 153-62, Jan. 2004.

8 MALAKONDAIAH, G. et al. Ultra high-strength low-alloy steels with enhanced fracture toughness. Progress in Materials Science, v. 42, N. 1-4, p. 209-42, 1997. http://dx.doi.org/10.1016/S0079-6425(97)00016-9

9 ANDREWS, K. W. Empirical formulae for the calculation of some transformation temperatures. Journal of Iron and Steel Institute, v. 203, n. 7, p. 721-7, 1965

10 AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM A370, REV. A. Test methods and definitions for mechanical testing of steel products. West Conshohocken, 2007.

11 AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E 23 REV A. Standard test methods for notched bar impact testing of metallic materials. West Conshohocken, 2007.

12 CONCEIÇÃO, I. N. Fracture behavior of high carbon steels. 1982.165 p. Tese (PhD) − Imperial College of Science and Technology, University of London, London, 1982.

13 SPEER, J. G. et al. The “quenching and partitioning” process background and recent progress. Materials Research, v. 8, n. 4, p. 417-23, Oct.-Dec. 2005. http://dx.doi.org/10.1590/S1516-14392005000400010

14 ZHAO, L. Cementite dissolution at 860°C in an Fe-Cr-C steel. Metallurgical and Material Transactions A, v. 37, n. 6, p. 1841-50, June 2006.

15 LEE, S.; LEE, D. Y., ASARO, R. J. Correlation of microstructure and tempered martensite embrittlement in two 4340 steel. Metallurgical Transactions A, v. 20, n. 6, p. 1089-103, June 1989.

588696957f8c9dd9008b45dc tmm Articles
Links & Downloads

Tecnol. Metal. Mater. Min.

Share this page
Page Sections