Estudo dos efeitos de ciclos térmicos de revenimento e super-revenimento em tempos curtos no aço ferramenta para trabalho a frio AISI D2

Abstract

Com o intuito de atuar nos teores de austenita retida e na precipitação de carbonetos de revenimento, propõe-se o estudo do revenimento e do super-revenimento do aço ferramenta para trabalho a frio AISI D2. Parâmetros são empregados na tentativa de estimar diferentes relações entre tempo e temperatura que produzam efeitos similares em termos de revenimento, com destaque para o parâmetro de Hollomon-Jaffe. Para o aço ferramenta AISI D2, a temperatura típica, para se obter a melhor combinação de propriedades, fica geralmente em torno de 500 ºC. Elevando esta temperatura para 600 ºC, o parâmetro de Hollomon-Jaffe indica que o revenimento seja realizado em minutos; aumentando ainda mais a temperatura para 700 ºC, tal parâmetro sugere que o tratamento seja efetuado em segundos. Assim, ciclos térmicos iniciados por têmpera a 1040 ºC foram realizados, combinados com subsequentes tratamentos duplos em diferentes temperaturas de revenimento (500 ºC e 600 ºC) e de super-revenimento (700 ºC), com durações convencionais de 2 horas e em tempos curtos de 10 segundos e 1 minuto, a fim de estudar os indicativos de alterações microestruturais e de propriedades adquiridas em comparação aos ciclos convencionais. Os resultados obtidos por dilatometria, difração de raios X, caracterização microestrutural por microscopia ótica e eletrônica de varredura, incluindo a técnica de EDS, medições de dureza e das tensões residuais, foram analisados. As principais diferenças em relação aos ciclos térmicos convencionais foram notadas nos ciclos com super-revenimento a 700 ºC, onde a precipitação exacerbada de carbonetos de revenimento, possivelmente, empobrece a matriz em carbono e elementos de liga, induz um efeito similar ao do recozimento em termos de dureza, gerando um padrão microestrutural distinto, análogo à recristalização subcrítica. Nesse processo, o avanço da precipitação é alimentado pela decomposição dos carbonetos eutéticos e, principalmente, secundários. Tais mudanças microestruturais resultam em alterações na composição das tensões residuais, com manutenção dos níveis de dureza nos revenimentos realizados até 600 ºC, o que limita as previsões baseadas no parâmetro de Hollomon-Jaffe à reprodução do pico de dureza secundária no revenido do aço ferramenta AISI D2.