Estudo das propriedades mecânicas e tribológicas do aço modificado ABNT M2 através da otimização de tratamentos térmicos e criogênicos - Parcianello, Cleber Taschetto (2016)
O aço rápido ABNT M2 e usado frequentemente na confecção de ferramentas de usinagem. Esse aço, quando submetido a tratamentos térmicos de temperatura e revenido, tratamentos responsáveis por transformar uma microestrutura esferoidizada em uma microestrutura martensítica com grãos finos e reforçada por carbetos, se torna um material com alta dureza e com boa resistência ao desgaste, duas características importantes para ferramentas. Em busca de processos que produzam melhores propriedades, em 1930, pesquisadores introduziram nas rotas convencionais o tratamentos denominado de subzero (< 80º C), com o objetivo de alcançar a temperatura de transformação completa da austenita em martensita. Com o avanço das pesquisas, surgiu um novo tratamento térmico denominado de Tratamento Criogênico profundo, que consiste em resfriar a ferramenta em temperaturas próximas a do nitrogênio liquido (-196º C) e mantê-la nessa temperatura por um período de tempo, geralmente 24horas. Inúmeros resultados mostram que a introdução da criogenia nos ciclos de tratamento convencionais resulta em ganho de resistência ao desgaste, propriedade que e fundamental nas ferramentas. Atribui-se esse ganho a dois fenômenos: transformação completa da austenita em martensita e a precipitação de finos carbetos distribuídos homogeneamente na estrutura martensitica. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi analisar a influencia do Tratamento Criogênico em conjunto com os tratamentos de temperatura e revenido sobre propriedades mecânicas e tribológicas do aço rápido ABNT M2 modificado, variando-se a temperatura de austerização (1185º C, 1200º C e 1215º C), a temperatura de revenimento (520º C. 535º C e 550º C) e o tempo em temperatura criogênica (20 e 28 horas). A metodologia empregada consiste em um planejamento e otimização experimental, utilizando o método de Taguchi L9. As propriedades mecanicas das amostras foram analisadas em termos de microdureza Vickers, dureza Rockwell C, ensaio Charpy e ensaio de desgaste abrasivo. Os resultados encontrados nos ensaios mecânicos foram submetidos a analise estatística ANOVA. As microestruturas das amostras foram investigadas em termos de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios X. Os resultados permitiram traçar superfícies de respostas, possibilitando a determinação dos parâmetros ótimos de tratamento. A melhor temperatura de Austerização e a de 1200º C, o Tratamento Criogênico melhorou todas as propriedades mecânicas, principalmente com tempos de 20 horas, e a Temperatura de Revenimento e fundamental sobre os resultados finais, sendo 550º C a temperatura que gerou os melhores resultados.