A influência da deformação plástica sobre a estabilidade mecânica da Austenita retida em aços 300M

Abstract

Atualmente o aço AISI 300M tem sido amplamente empregado na fabricação de componentes estruturais para veículos automobilísticos e aeroespaciais. Este material foi introduzido como um substituto de mais alta resistência para o aço 4340. Este trabalho tem como objetivo verificar a influência da deformação plástica sobre a austenita retida, e suas conseqüências sobre a microestrutura e as propriedades mecânicas associadas. O aço foi austenitizado, em temperatura de 900°C por 20 minutos, em forno de atmosfera controlada, seguido de uma transformação isotérmica, realizada em banho de sal a 400°C, por três diferentes tempos de permanência na temperatura, 60s, 300s e 1800s. Para a identificação e quantificação da austenita retida foi aplicada a técnica heat-tinting, em que as amostras foram atacadas quimicamente com nital 2% por 15 segundos, seguido de manutenção em forno mufla, à 260°C por 9000s. Foram analisadas as regiões próxima à ruptura, afastada da ruptura e sem deformação. E, por meio dos ensaios de tração, foram medidos os níveis de resistência à tração, limite de escoamento e do alongamento em função do tempo de permanência na temperatura de transformação bainítica, objetivando o tratamento térmico otimizado que forneça a melhor relação resistência-tenacidade para o aço 300M. Por intermédio da metodologia utilizada observou-se que com o tratamento isotérmico o material teve a sua resistência aumentada em aproximadamente 40%, sem perda de ductilidade, quando comparado com o tratamento de têmpera e revenimento. Não foram observadas grandes variações no valores de resistência mecânica em função do tempo de permanência na isotérmica.

Nowadays the steel AISI 300M has been used thoroughly in the production of structural components for aerospace vehicles and cars. This material was introduced as a substitute of higher resistance for the steel 4340. This work has as objective verifies the influence of the plastic deformation on the retained austenite, and its consequence on the microstructure and the mechanical properties of the material. The steel was austenitized in temperature of 900°C for 20 minutes, in furnace of controlled atmosphere, following by an isothermal transformation, accomplished in bath of salt to 400°C, for three different times of permanence in the temperature, 60s, 300s and 1800s. For the identification and quantification of the retained austenite was applied, specially, the heat-tinting technique, where the samples were attacked chemically with nital 2% for 15 seconds, followed by maintenance in muffle furnace, to the 260°C for 9000s. By the tensile tests, it was measured the tensile strength, yield strength and the elongation in function of the time of permanence in the temperature of bainitic transformation, looking for an optimized heat treatment that provides a better relationship strength-tenacity of the 300M steel. Through the used methodology it was observed that with the isothermal treatment the material had its resistance increased in approximately 40%, without ductility loss, when compared with the quench+temper treatment. It was not observed a great difference in the strength values in function of the time of permanence in the bainitic transformation temperature.