Medeiros, Jorge Luís BrazMacedo, Rodrigo Jorge2025-04-232025-04-232018MACEDO, Rodrigo Jorge. Análise comportamental do ferro fundido nodular submetido ao tratamento térmico de têmpera e partição. 2018. 109f. Dissertação (mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2018.https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12689Dissertação (mestrado)Novos estudos estão sendo realizados sobre um novo tipo de tratamento térmico denominado como têmpera e partição principalmente em aços com altos teores de silício. Na microestrutura destes materiais são encontradas quantidades elevadas de austenita retida estabilizada a temperatura ambiente. O tratamento térmico de têmpera e partição consiste em realizar uma têmpera em temperaturas intermediárias entre Mi e Mf, seguido de um reaquecimento a temperaturas superiores a Mi com manutenção desta temperatura por determinado espaço de tempo, a fim de estabilizar a austenita remanescente através da partição do carbono a partir da martensita. No tratamento térmico de têmpera e partição as amostras foram austenitizadas a 900oC por 45 minutos e resfriadas em banho de sal nos parâmetros de 200oC (A), 170oC (B) e 140oC (C), e imediatamente as amostras foram reaquecidas para o processo de partição com temperatura de 400oC por 30 minutos. Neste trabalho, está sendo analisado o comportamento do ferro fundido nodular da série FE-45012 submetido ao processo de têmpera e partição e logo após o processo de tratamento criogênico com resfriamento a temperatura de -195,6o em nitrogênio líquido e também em processo sub zero no ultra freezer a temperatura de -70oC, e a verificação se a austenita retida continuará estável após a submissão destes processos. Após a aplicação do tratamento térmico de têmpera e partição, verificou-se a presença de martensita na microestrutura tanto em microscopia ótica quanto em microscopia eletrônica de varredura e, com a utilização da microssonda EDS, foram analisados semi quantitativamente regiões claramente apontadas como martensíticas com “ilhas” de austenita não sendo possível diferenciar pelos teores de carbono a migração de carbono da austenita para a martensita. A dureza e microdureza Vickers apresentou aumento de valores após a aplicação dos tratamentos térmicos têmpera e partição, têmpera e partição com sub zero e têmpera e partição com criogenia, comparando-se com o metal base. Após a aplicação do tratamento criogênico e sub zero verificou-se um aumento significativo da dureza apenas em relação ao parâmetro C de resfriamento a 140oC. Os resultados dos ensaios de impacto Charpy após os processos de tratamento sub zero e criogenia seguiram a tendência de valores similares nos parâmetros B e C. Os resultados obtidos no parâmetro A apresentaram comportamento em impacto iguais ou superiores ao metal base e superiores aos encontrados em B e C. As análises fractográfica dos corpos de provas submetidos ao ensaio de impacto Charpy apresentaram fraturas com morfologia frágil pelo mecanismo de clivagem. As fractografias analisadas em MEV detectaram alguns micro alvéolos coalescidos demonstrando a influência da austenita na microestrutura. É possível perceber que em praticamente todas as condições testadas o ferro fundido nodular da série FE-45012 melhorou suas propriedades mecânicas podendo ser criado uma janela de processos para a aplicabilidade deste material nas condições estudadas.New researches are being realized about a new kind of heat treatment denominated as quenching and partitioning, mainly in high-silicon steels. High contents of retained austenite stabilized at ambient temperature are found in these materials microstructure. The heat treatment of quenching and partitioning consists in an average temperature quenching, between Mi and Mf, followed by reheating in temperatures above Mi, keeping these temperature during a certain time up to the remaining austenite stabilizing through the carbon partitioning from martensite. In the heat treatment of quenching and partitioning, the samples were austenitized in 900 °C by 45 minutes and quenched in salt bath in the parameters of 200 °C (A), 170 °C (B) and 140 °C (C), and promptly reheated for the partitioning process with temperature of 400 °C by 30 minutes. In the present work, the behavior of FE-45012 spheroidal cast iron was analyzed, subjected to the process of quenching and partitioning right after the cryogenic treatment process with cooling temperature of -195,6 °C in liquid nitrogen and in sub-zero process in a ultra-freezer with temperature of -70 °C, and the verification if the retained austenite will keep stable after these processes. After the heat treatment of quenching and partitioning execution, the presence of martensite in microstructure was detected, both in optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM), and, with the microprobe EDS, half-quantitatively regions were analyzed, clearly appointed as martensitic with austenitic “islands”, which were not possible to distinguish due to the carbon content and the carbon migration from austenite to martensite. Vickers hardness and microhardness presented an increase of values after the heat treatment of quenching and partitioning, quenching and sub-zero partitioning, quenching and cryogenic partitioning, compared to the base metal. After the cryogenic and sub-zero treatments application, a significant hardness increase only for C parameter, of 140 °C. The Charpy impact tests results after the cryogenic and sub-zero treatments results followed the similar values trend for B and C parameters. The obtained results for A parameter presented an impact behavior equal to or greater than the base metal and greater than B and C. Fractographic analysis of the specimen subjected to the Charpy impact test presented brittle morphology fractures by cleavage mechanism. SEM analyzed fractographies detected some coalesced micro cavities, that demonstrates the austenite influence on microstructure. It is noticeable that in practically all tested conditions the FE- 45012 series spheroidal cast iron enhanced its mechanical properties, allowing the creation of processes development for the applicability of this material as the researched conditions.poropen accessTêmpera e partiçãoFerro fundido nodularAustenita retida estávelTratamento criogênico e sub zeroQuenching and partitioningSpheroidal cast ironStable retained austeniteCryogenic and sub-zero treatmentsmasterThesis