Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20212333
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

Análise da cementação sólida com têmpera direta aplicada em engrenagens cilíndricas de dentes retos (módulo 2) de aço SAE 8620

Analysis of pack carburizing followed by diretct quenching applied to spur gears (module 2) of SAE 8620 steel

Bruno Lessmann Fertig, Jean Senise Pimenta

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Resumo

Foram analisadas três condições de cementação sólida em engrenagens cilíndricas de dentes retos (módulo 2) de aço SAE 8620, sendo testados requisitos de dureza e profundidade da camada para seleção do melhor conjunto de parâmetros. O estudo prévio baseado na segunda lei de Fick (regime não estacionário) para a difusão de carbono atômico no Fe-γ (900°C) forneceu os tempos de cada experimento. Após a cementação, as peças foram submetidas à têmpera direta em óleo e posterior revenimento. Amostras foram removidas e preparadas por técnicas de macrografia, microscopia óptica e ensaios de microdureza na escala Rockwell C (HRC). A cementação foi eficiente porque houve formação de martensita junto à superfície e ao longo do contorno dos dentes das engrenagens, porém contendo uma provável dispersão de austenita retida. Resultados satisfatórios foram obtidos na cementação a 900°C por 2h19min, pois a dureza medida na camada cementada apresentou valores acima de 50 HRC até profundidades entre 0,45-0,50 mm e, portanto, dentro da faixa de 0,40-0,60 mm (requisito para engrenagens de módulo 2).

Palavras-chave

Cementação sólida; Têmpera direta; Engrenagem; Aço SAE 8620.

Abstract

Three conditions were analyzed for pack carburizing in spur gears (module 2) of SAE 8620 steel, being tested requirements of hardness and hardened layer depth to select the best set of parameters. A previous study based on Fick’s second law (non-stationary regime) for diffusion of atomic carbon in Fe-γ (900°C) provided the times for each experiment. Immediately after carburizing, pieces were submitted to direct quenching in oil and subsequent tempering. Samples were removed from these pieces and prepared for macrography, optical microscopy and microhardness tests on Rockwell C scale (HRC). Carburizing was efficient because martensite was formed near the surface and along the contour of the gear teeth but containing a probable dispersion of retained austenite. Satisfactory results were obtained for pack carburizing at 900°C for 2h19min because hardness measures inside of the hardened layer showed values above 50 HRC until depths between 0.45-0.50 mm and, therefore, within the range 0.40-0.60 mm (requirement for module 2 spur gears).

Keywords

Pack carburizing; Direct quenching; Spur gear; SAE 8620 steel.

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Submetido em:
03/04/2020

Aceito em:
10/09/2020

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