Estudo da resistência à fratura do aço ferramenta para trabalho a frio AISI D2.

• Ano de defesa: 2004
• Autor(a) principal: Mendanha, Adriano
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Aço ferramenta; Ensaios mecânicos; Fracture mechanics; Mecânica da fratura; Mechanical tests; Resistência dos materiais; Strength of materials; Tool steel
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-15082024-104115/

Neste trabalho a resistência à fratura do aço AISI D2 foi avaliada em função de diferentes barras redondas, direções e condições de tratamento térmico de têmpera e revenimento. Para isto foram utilizados ensaios de impacto, de flexão em 4 pontos em corpos de prova cilíndricos (ambos sem entalhe) e tenacidade à fratura pela metodologia Chevron Notch. Verificou-se que a distribuição e o tamanho dos carbonetos eutéticos M7C3 tem influência sobre a resistência à fratura para as diferentes solicitações empregadas e que estes aços apresentam forte anisotropia decorrente do alinhamento de carbonetos na direção de laminação. Os tratamentos térmicos analisados mostraram resultados diferentes nas condições de ensaio estudadas. Sob solicitação de impacto e em tenacidade à fratura em corpos de prova Chevron, o tratamento térmico com têmpera de 1000°C e revenimentos a 220°C (T1) mostrou-se mais eficiente que o tratamento realizado com têmpera de 1080°C e revenimentos a 540°C (T2), este fato está relacionado aos níveis reduzidos de austenita retida após o revenimento (em T2 houve uma redução de 15% para 3,9% em massa). O efeito de endurecimento secundário e a precipitação de carbonetos de elementos de liga também colaboram para os menores valores verificados em T2. Sob solicitação de flexão não foram observadas diferenças entre os dois ciclos. Neste caso a presença da austenita retida não atua ou é insuficiente para agir beneficamente emsolicitações de baixa velocidade de carregamento. Em ensaios de flexão utilizando temperaturas de austenitização de: 1020, 1040, 1060 e 1080°C (30min./óleo) com temperatura de revenimento de 540°C (2x2h/ar) verificou-se que o efeito deletério do endurecimento secundário é maior quanto maior a temperatura de austenitização e máximo para 1080°C, não apenas pela máxima dureza de pico, mas pelo deslocamento da temperatura de pico para 525°C, mais próxima da utilizada neste trabalho, de 540°C. ) Nestas condições, 1060 e 1080°C, o aumento da fração de austenita retida não é suficiente para melhorar a resistência à fratura. Portanto, a temperatura de 1040°C reflete a melhor combinação entre os efeitos considerados, ou, possivelmente, a fração de austenita retida é suficiente para compensar, de forma benéfica, os efeitos deletérios do endurecimento secundário, o que não ocorre para a austenitização a 1020°C. Estas temperaturas de austenitização se encontram no intervalo de maior incremento na fração de austenita retida, Figura 4.9. No ensaio de tenacidade à fratura em corpos de prova Chevron, a direção LR (longitudinal/radial) no tratamento T1 apresenta maior tenacidade quando comparada a direção RL (radial/longitudinal) com o mesmo tratamento térmico, já para o tratamento T2 não se observam diferenças significativas de tenacidade entre as direções. Verifica-se também neste ensaio uma tendência de aumento de tenacidade com o aumentodo diâmetro da barra do material. No ensaio de impacto a direção LR apresenta resultados sempre superiores à RL, independentemente do tratamento térmico empregado. No ensaio de flexão os resultados para a direção LR também são superiores à RL. Nesta condição de solicitação mais lenta, o peso da distribuição de carbonetos é menos intensa e a anisotropia é menor do que a obtida sob impacto.