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Validação do modelo matemático de Hollomon - Jaffe para revenimento utilizando os aços ABNT 1524M, ABNT 4140 e ABNT H13

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dc.contributor.advisorSilva, Ernane Rodrigues da
dc.contributor.advisor-coCarneiro, José Rubens Gonçalves
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/9040783245296056
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7603285707049938
dc.contributor.authorSouza, Isabelle Caroline Antunes de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2974110017344063
dc.contributor.refereeSilva, Ernane Rodrigues da
dc.contributor.refereeCarneiro, José Rubens Gonçalves
dc.contributor.refereeNeves, Leonardo
dc.contributor.refereeSantos, Carlos Eduardo dos
dc.date.accessioned2025-03-16T23:14:44Z
dc.date.available2025-03-16T23:14:44Z
dc.date.issued2022-07-05
dc.description.abstractOs aços ABNT 1524M e ABNT 4140 são aços ligados e com baixo teor de carbono, seus principais elementos de liga são: Mn para ABNT 1524M, Cr e Mo para ABNT 4140, estes elementos de liga concedem à estes aços alta temperabilidade. Já o aço ABNT H13 é um aço ferramenta, com médio teor de carbono e elevada concentração de Cr, por isso possui elevada temperabilidade, e apresenta como característica o fenômeno do "endurecimento secundário". Por serem aços de fácil usinagem, eles são utilizados para fabricação de produtos onde é necessária a combinação de boa resistência mecânica, elevada soldabilidade e conformabilidade. A elaboração e validação de modelos matemáticos para tratamentos térmicos é de grande importância para o desenvolvimento de novas metodologias de produção industrial. Considerando a ampla utilização industrial de aços temperados e revenidos, torna-se necessária a validação, e ocasionais correções, nos modelos matemáticos para revenimento existentes, afim de tornar os processos mais rápidos, baratos e eficientes. O presente trabalho tem como objetivo modelar as curvas de revenimento dos aços ABNT 1524M, ABNT 4140 e ABNT H13 utilizando o parâmetro de Hollomon-Jaffe para revenimento. Para a este trabalho foram utilizadas barras dos três aços. A análise química dos aços foi feita pela técnica de fluorescência de raios-X. As análises metalográficas foram realizadas por microscopia óptica e MEV. Em seguida foram realizados os tratamentos térmicos de têmpera e revenimento, em faixas de temperatura que variam de 100 a 700°C, e tempos entre 15min e 4h. Foram realizados ensaios de dureza, utilizando a escala HRC. Por fim relizou-se a modelagem matemática das curvas de revenimento, baseadas no modelo proposto por Wan, Xiong e Suo (2005) utilizando o parâmetro de Hollomon-Jaffe. Verificou-se que após a têmpera houve aumento na dureza dos aços estudados, e após o revenimento houve uma redução considerável da dureza. Nas faixas de 450 a 550 °C o aço ABNT H13 apresentou ganho de dureza devido ao fenômeno do endurecimento secundário. Em relação ao modelo matemático proposto verificou-se que ele é válido para os aços ABNT 1524M e ABNT 4140, porém a constante C do parâmetro de Hollomon-Jaffe não pode ser considerada como 20, uma vez que o valor da constante varia de acordo com a faixa de temperatura. Já para o aço ABNT H13 o modelo matemático em questão não é válido, pois este apresenta endurecimento secundário.
dc.description.abstractotherABNT 1524M and ABNT 4140 are a low carbon alloy steel, whose main alloying element are: manganese for ABNT 1524M, Cr and Mo for ABNT 4140. These elements grant theses steels high hardenability. ABNT H13 is a hot-work tool steel, with a medium carbon content and high concentration of Cr in its composition, granting it high hardenability, another of its characteristics is the "secondary hardening" phenomenon. Because they are easily machined steels, they are used to manufacture forged products, where the combination of high mechanical resistance, weldability and conformability are necessary. The formulation and validation of the mathematical models for thermal treatments is of great importance for the development of new industrial production methodologies. Considering the large industrial use of quenched and tempered steels, validation and occasional corrections for the existing tempering mathematical models are required, in order to make processes quicker, cheaper and more efficient. This paper aims at modeling the tempering curves of the steels ABNT 1524M, ABNT 4140 and ABNT H13 employing Hollomon-Jaffe tempering parameters. To implement these experiments ABNT 1524M, ABNT 4140 and ABNT H13 steel bars were used. X-ray fluorescence technique was applied for the chemical analysis. Metallographic analysis was executed by optical and scanning electron microscopy, followed by quenching and tempering heat treatments. The tempering was performed in temperatures varying between 100 and 700°C, and periods from 15min to 4h. Hardness tests took place using HRC scale. In conclusion, mathematical modeling of the tempering curves was performed, based on the model proposed by Wan, Xiong and Suo (2005) using the Hollomon-Jaffe parameter. It was found that after the quenching treatment hardness rose in the studied steels, and after the tempering, hardness decreased substantially. Between 450 and 550°C ABNT H13 steel had a hardness increase due to secondary hardness phenomenon. Regarding the proposed mathematical model, it was found that it is valid for ABNT 1524M and ABNT4140 steels, but that we cannot consider the value 20 for C constant of Hollomon-Jaffe, once it varies according to temperature ranges. Due to the secondary hardness in ABNT H13 steel, this mathematical model was not suitable for it.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/785
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais
dc.subjectTêmpera
dc.subjectRevenido
dc.subjectModelos matemáticos
dc.subjectAço - Tratamento térmico
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dc.typeDissertação

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