Influência do tratamento térmico de homogeneização na microestrutura de um aço utilizado na fabricação de cilindros de laminação para trabalho a frio

Abstract

The current requirement for large forgings quality required by the market brings the demand to manage completely each stage of the manufacturing process. The homogenizing heat treatment process applied in ingots used in the manufacture of cold rolling mill rolls aims to homogenize the microstructure of raw solidification that will suffer a subsequent mechanical forming process, reducing the level of microsegregations in interdentrite regions structure of the ingot. We quantified the effect of temperature and time of the process through the analysis of the microstructure formed after a sudden cooling, in samples taken from different regions of the ingot. This task was realized applying an A2 kind of steel, cast, length ~ 2 m, diameter ~ 1 m, to be forged and used in the manufacture of a rolling Mill rolls. Samples of the raw structure solidification and the homogenizations and tempered samples were taken and analyzed .The samples were taken at the ingot surface at the middle radius and the central region; Heat treatments were applied with temperatures between 1150°C and 1200°C through 8 h, 16 h and 24 h. Optical microscopy and scanning electron microscopy were used. As expected, the raw solidification structure showed high levels of segregation, especially in the central region of the ingot. The 8 h proved to be insufficient despite the temperature used. The temperature of 1150 ° C is acceptable for treatment of 24 h and complete homogenization of the structure was only achieved by using treatment at 1200 ° C. The raw structure of solidification has a heterogeneous microstructure, characterized by dendritic appearance. The homogenized and quenched structure resulted in a microstructure composed by austenite, grades of martensite, the solidification carbides and precipitates carbides during heat treatment

A atual exigência de qualidade de grandes peças forjadas requeridas pelo mercado nos traz a necessidade de dominar completamente cada etapa do processo de produção das mesmas. O tratamento térmico de homogeneização, processo aplicado a lingotes utilizados na fabricação de cilindros de laminação de tiras a frio, tem como objetivo homogeneizar a microestrutura bruta de solidificação que irá sofrer um processo de conformação mecânica posterior, reduzindo o nível de microssegregações nas regiões interdentriticas da estrutura do lingote. Pode-se quantificar o impacto da temperatura e do tempo deste processo pela análise da microestrutura formada a partir de um resfriamento brusco em amostras retiradas de diferentes regiões do lingote. Este trabalho foi realizado a partir de um lingote de aço do tipo A2, fundido, de comprimento ~2 m e diâmetro ~1 m, a ser forjado e utilizado na fabricação de um cilindro de laminação. Foram retiradas e analisadas amostras da estrutura bruta de solidificação e também de amostras homogeneizadas e temperadas. As amostras foram retiradas na superfície do lingote, no meio raio e na região central; foram aplicados tratamentos térmicos a 1150°C e 1200°C, por 8 h, 16 h e 24 h. Foram utilizadas microscopia ótica e eletrônica de varredura. Como esperado, a estrutura bruta de solidificação apresentou altos níveis de segregação, principalmente na região central do lingote. O tempo de homogeneização de 8 h se mostrou insuficiente a despeito da temperatura utilizada. A temperatura de 1150°C é aceitável para tratamentos de 24 h e a completa homogeneização da estrutura só foi alcançada utilizando-se tratamento a 1200°C. A estrutura bruta de solidificação apresenta uma microestrutura heterogênea, caracterizada pelo aspecto dendritico. A estrutura homogeneizada e temperada apresenta microestrutura ... (Resumo completo, clicar acesso eletronico abaixo)