Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/doi/10.4322/2176-1523.20181383
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Artigo Original

EFEITO DO TEOR DE SILÍCIO NA TRANSFORMAÇÃO BAINÍTICA INCOMPLETA E NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE UM AÇO ALTO CARBONO

EFFECT OF SILICON CONTENT IN INCOMPLETE BAINITIC TRANSFORMATION AND THE MECHANICAL PROPERTIES OF A HIGH CARBON STEEL

Daniele da Silva, Vitor Ogliari, Carlos Augusto Silva de Oliveira, Modesto Hurtado Ferrer, Marcio Ferreira Hupalo

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Resumo

Os aços alto carbono com constituíntes bainíticos apresentam características mecânicas muito interessantes, como boa ductilidade, alta resistência mecânica à fadiga e elevada tenacidade à fratura. Nesse trabalho, estudaram-se duas ligas fundidas e conformadas a quente, variando os teores de silício (1,5% e 2,0%), para verificar seu efeito na morfologia e cinética da transformação bainítica, durante tratamento térmico de austêmpera a 280 °C com tempos variando entre 1 min e 839h. As temperaturas Bs e Ms foram determinadas a partir de simulações termodinâmicas. Para a caracterização morfológica e cinética, utilizaram-se as técnicas de microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), as propriedades mecânicas foram determinadas por ensaios de tração e dureza. Evidenciou-se maior fração volumétrica de ferrita bainítica para a liga com maior teor de Si. Os limites de resistência médios, variaram de 1200 a 1600 MPa e a tensão de escoamento variou entre 1000 a 1200 MPa. Apresentando dureza média, para as amostras na estáse da reação bainítica, de 50 HRC.

Palavras-chave

Aço bainítico; Silício; Transformação bainítica; Propriedades mecânicas.

Abstract

The high carbon steels with bainitic constituents present very interesting mechanical characteristics, such as good ductility, high mechanical resistance to fatigue and high fracture toughness. In this work, two cast and hot-formed alloys were studied, varying the silicon contents (1.5% and 2.0%), to verify their effect on the morphology and kinetics of the bainite transformation during austempering heat treatment at 280 °C wth times varying between 1 min and 839h. Temperatures Bs and Ms were determined from thermodynamic simulations. For the morphological and kinetic characterization, the techniques of optical microscopy (OM) and scanning electron (SEM) were used, the mechanical properties were determined by tensile and hardness tests. A higher bainitic ferrite volume fraction was detected for the alloy with higher Si content. The average ultimate tensile stress (UTS) ranged from 1200 to 1600 MPa and the yield stress ranged from 1000 to 1200 MPa, with a mean hardness of 50 HRC for the samples in the bainitic reaction stage.

Keywords

Bainitic steel; Silicon; Bainitic transformation; Mechanical properties

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