Avaliação do efeito de superenvelhecimento no aço maraging 300: estudo das propriedades mecânicas em diferentes condições de tratamento térmico
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Data
2023-12-01
Autores
Salim, Samir Ribeiro [UNIFESP]
Orientadores
Zucarelli, Tiago Alegretti
Tipo
Trabalho de conclusão de curso de graduação
Título da Revista
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Resumo
Os aços maraging são uma classe de aços de ultra-alta resistência com composição de alta liga e baixo teor de carbono. O material se destaca pela capacidade de atrelar características pouco usuais como alta resistência, ductilidade e tenacidade à fratura, podendo atingir limite de escoamento na faixa de 2000 MPa com o tratamento térmico de envelhecimento. Assim, sua utilização e desenvolvimento é usual para setores da indústria aeroespacial e nuclear. O objetivo deste trabalho foi a avaliação do efeito condição de superenvelhecimento no aço maraging 300 de acordo com as variáveis de temperatura e tempo de tratamento térmico. O superenvelhecimento é um fenômeno que ocorre com o prolongamento do tratamento térmico de envelhecimento a altas temperatura em longo período, e tem como consequência, a diminuição da resistência mecânica. A metodologia escolhida foi a comparação de diferentes condições de tratamento térmico por meio da caracterização das propriedades mecânicas em cada uma dessas condições e da caracterização das fases microestruturais por meio da técnica de difração de raio-x. As diferentes temperaturas estudas foram 500°C, 550°C e 600°C, nas condições de tempo de 3h, 5h e 6h. As propriedades mecânicas foram caracterizadas a partir de ensaio de dureza Rockwell C (HRC) e ensaio de tração. O menor valor de limite de resistência à tração foi identificado após a exposição à temperatura de 600°C por 6 horas. Nesse patamar de tratamento térmico, não houve diferença estatística significativa entre a média dos limites de resistência a tração obtidos em 5 e 6 horas, indicando uma faixa mais suscetível ao fenômeno de superenvelhecimento.
Maraging steels are a class of ultra-high-strength steels with a high alloy composition and low carbon content. The material stands out for its ability to combine unusual characteristics such as high strength, ductility, and fracture toughness, being able to reach yield strength in the range of 2000 MPa with an aging heat treatment. Thus, its use and development are common for sectors of aerospace and nuclear industries. The objective of this work was to evaluate the effect of overaging conditions in maraging 300 steel according to the variables of temperature and extension of heat treatment. Overaging is a phenomenon that occurs with the extension of the heat treatment of aging at high temperatures over a long period, resulting in a decrease in mechanical strength. The chosen methodology involved the comparison of different heat treatment conditions through the characterization of the mechanical properties in each of these conditions and the characterization of the microstructural phases using the x-ray diffraction technique. The different temperatures studied were 500°C, 550°C and 600°C, under the time conditions of 3h, 5h and 6h. The mechanical properties were characterized from the Rockwell C hardness test (HRC) and tensile test. The lowest ultimate tensile strength value was identified after exposure to a temperature of 600°C for 6 hours. At this thermal level, there was no statistically significant difference between the average ultimate tensile strength obtained at 5h and 6h, indicating a range more susceptible to the phenomenon of overaging.
Maraging steels are a class of ultra-high-strength steels with a high alloy composition and low carbon content. The material stands out for its ability to combine unusual characteristics such as high strength, ductility, and fracture toughness, being able to reach yield strength in the range of 2000 MPa with an aging heat treatment. Thus, its use and development are common for sectors of aerospace and nuclear industries. The objective of this work was to evaluate the effect of overaging conditions in maraging 300 steel according to the variables of temperature and extension of heat treatment. Overaging is a phenomenon that occurs with the extension of the heat treatment of aging at high temperatures over a long period, resulting in a decrease in mechanical strength. The chosen methodology involved the comparison of different heat treatment conditions through the characterization of the mechanical properties in each of these conditions and the characterization of the microstructural phases using the x-ray diffraction technique. The different temperatures studied were 500°C, 550°C and 600°C, under the time conditions of 3h, 5h and 6h. The mechanical properties were characterized from the Rockwell C hardness test (HRC) and tensile test. The lowest ultimate tensile strength value was identified after exposure to a temperature of 600°C for 6 hours. At this thermal level, there was no statistically significant difference between the average ultimate tensile strength obtained at 5h and 6h, indicating a range more susceptible to the phenomenon of overaging.