Caracterização micro estrutural e estimativa de temperatura em aço P20 submetido a tratamento de superfície a laser

Caracterização micro estrutural e estimativa de temperatura em aço P20 submetido a tratamento de superfície a laser

Alternative title Microstructural characterization and temperature estimate on P20 steel submitted to laser surface treatment
Author Prado, Brenda Lee Chakirian Veloso Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Miyakawa, Walter Google Scholar
Graduate program Não se aplica
Abstract O aço de baixa liga P20 é utilizado para aplicações em moldes, do setor industrial de plásticos, e apresenta boa capacidade de usinagem e polimento, alta dureza (> 30 HRC), além de resistências ao desgaste e à corrosão. Embora a indústria metalúrgica já produza aços com essas especificações, algumas propriedades específicas, como a dureza na superfície do metal, podem ser aprimoradas, utilizando-se o tratamento térmico de endurecimento a laser. O tratamento a laser traz, como van-tagens, a rapidez de execução, a facilidade de controle dos parâmetros de processo, bem como a versatilidade de tratamento em uma região localizada, mesmo que esta apresente geometrias com-plexas, sem alterar as propriedades originais das regiões não tratadas. Neste trabalho, as superfícies de placas de aço ferramenta para molde P20 foram tratados termicamente com o laser a fibra:Yb (IPG, mod. YLR-2000, λ=1.080 μm). Devido à refletividade do metal, que reduz a absorção da radiação laser, os tratamentos de superfície foram realizados com e sem a deposição de uma fina camada de carbono grafite. A função do grafite é atuar como meio absorvedor da radiação laser, contribuindo para aumento do aporte térmico, necessário para promover as transformações de fase, como a formação da martensita, além de proporcionar uma superfície rica em carbonetos, o que contribui para melhorar propriedades como desgaste e resistência à corrosão. As características microestruturais do aço nas regiões tratadas a laser, foram avaliados comparativamente ao material base. Esperava-se, com isso, conseguir prolongar vida útil dos moldes. Após análises através de micrografias, verificou-se que as condições do tratamento térmico a laser utilizadas geraram uma intensidade de calor muito inferior à necessária para que ocorresse mudança de fase e, consequen-temente, aumento das propriedades mecânicas da superfície do material.

Low-alloy steel P20 is used for mold applications, in the plastics industrial sector, and has good machining and polishing capacity, high hardness (> 30 HRC), in addition to wear and corrosion resistance. Although the metallurgical industry already produces steel with these specifications, some specific properties, such as the hardness on the metal surface, can be improved, using the laser hardening heat treatment. The laser treatment brings, as advantages, the speed of execution, the ease of control of the process parameters, as well as the versatility of treatment in a localized region, even if it presents complex geometries, without changing the original properties on the untreated regions. In this work, the surfaces of tool steel plates for P20 mold were heat treated with the fiber laser: Yb (IPG, mod. YLR-2000, λ = 1,080 μm). Due to the reflectivity of the metal, which reduces the absorption of laser radiation, the surface treatments were carried out with and without the deposition of a thin layer of graphite carbon. The function of graphite is to act as a means of absorbing laser radiation, contributing to increase the thermal input, necessary to promote phase transformations, such as the formation of martensite, in addition to providing a surface rich in carbides, which contributes to improve properties such as wear and corrosion resistance. The mi-crostructural characteristics of the steel in the laser-treated regions were evaluated comparatively to the base material. With this, it was expected to be able to prolong the life of the molds. After analysis through micrographs, it was found that the conditions of the laser heat treatment used generated a heat intensity much lower than that required for a phase change and, consequently, an increase in the mechanical properties of the material surface.
Keywords Tratamento Térmico a Laser
Aço P20
Temperatura
Moldes para Injeção
xmlui.dri2xhtml.METS-1.0.item-coverage São Jose dos Campos
Language Portuguese
Sponsor Não recebi financiamento
Date 2021-02-23
Knowledge area Outra
Publisher Universidade Federal de São Paulo
Extent 39 f.
Access rights Open access Open Access
Type Trabalho de conclusão de curso de graduação
URI https://repositorio.unifesp.br/handle/11600/60257

Show full item record




File

Name: TCC - BRENDA LEE após w.pdf
Size: 1.742Mb
Format: PDF
Description: Trabalho de Conclusão de Curso Aprovado
Open file

This item appears in the following Collection(s)

Search


Browse

Statistics

My Account