Influência da camada de cementação nas propriedades mecânicas do aço SAE 8620

Abstract

O aço SAE 8620 é um aço de construção mecânica destinado ao processo termoquímico de cementação, processo este, bastante utilizado na indústria de fabricação de peças que exijam elevada dureza superficial e núcleo dúctil e tenaz. A possibilidade de se aliar uma superfície dura a um núcleo mole e tenaz é de grande importância em várias aplicações. Na utilização de aços com elementos de liga, pode-se conseguir um núcleo de elevada resistência mecânica e tenacidade, com uma superfície de elevada dureza, resultando num material capaz de resistir a um elevado grau de certas tensões. Esse processo tem como característica a difusão do carbono no aço em temperatura onde o ferro encontra-se na fase austenitica (850°C a 950°C), durante certo tempo, seguido de tratamento térmico apropriado, proporcionando ao aço uma boa resistência ao desgaste e à fratura. O tratamento mais apropriado para esse caso é o tratamento térmico de têmpera seguido de resfriamento rápido e, após este, utiliza-se o tratamento de revenimento para alívio das tensões causadas pela formação de martensita na camada superficial cementada. Em geral, o aço SAE 8620 é aplicado em componentes mecânicos tais como: pinos guia, anéis de engrenagem, colunas, cruzetas, catracas, capas, eixos, coroas, virabrequins, eixos comando, pinhões e engrenagens em geral. O presente trabalho estudou a influência da camada de cementação nas propriedades mecânicas do aço SAE 8620 no processo de cementação sólida (ou em caixa). Foram utilizados os ensaios de microdureza Vickers e flexão em três pontos até a falha do material. Para a caracterização microestrutural, as análises foram conduzidas via microscopia óptica.

The SAE 8620 steel is a mechanical construction steel for the thermochemical process of carburizing, this process, widely used in manufacturing parts industry that require high surface hardness and ductile and tough core. The ability to combine a hard surface with a soft and tenacious core is of great importance in many applications. When using steels with alloy elements, it can achieve a high core strength and toughness with a high surface hardness, resulting in a material capable of withstanding a high degree certain strains. This process has the carbon diffusion characteristic in the steel at a temperature where the steel is in the austenitic phase (850C to 950C) for a time, followed by suitable heat treatment, giving the steel a good resistance to wear and fracture. The most appropriate treatment for this case is the hardening heat treatment followed by rapid cooling and, after this, the tempering treatment is used to relieve stress caused by martensite formation in the carburized surface layer. In general, the SAE 8620 steel is applied in mechanical components such as guide pins, gear rings, columns, crosspieces, ratchets, cases, shafts, crowns, crankshafts, control shafts, pinions and gears in general. This study investigated the influence of the cementation layer on the mechanical properties of the SAE 8620 steel in solid carburizing process (or cash). the Vickers microhardness tests and flexion were used at three points to the failure of the material. For microstructural characterization, the analyzes were conducted by optical microscopy.