Resfriamento controlado : uma alternativa à têmpera e revenimento do aço SAE 1524H

Abstract

Os fabricantes de componentes automotivos estão inseridos em um mercado de elevada competitividade e por este motivo a otimização dos processos produtivos é uma rotina nesta indústria. O desempenho mecânico de um componente depende do seu processo de fabricação e da matéria-prima utilizada, sendo estes os dois fatores de maior importância e representatividade no custo de fabricação de um componente. Como este componente é um desenho proprietário, ou seja, não é possível a alteração de seus requisitos, entre eles a matéria-prima, este estudo focou-se em definir um processo de resfriamento controlado alternativo para obtenção das propriedades mecânicas definidas nos requisitos específicos do cliente. O objetivo deste trabalho foi estudar diferentes modos de resfriamento controlado em esteira para a fabricação de um componente automotivo e avaliar quais destes modos permitiriam o atendimento dos requisitos técnicos com possibilidade de redução dos custos de fabricação. Comparando-se com o processo atual onde o componente é temperado imediatamente após forjamento a quente e revenido em forno elétrico, foram testadas 6 diferentes configurações de resfriamento controlado ao ar tanto forçado quando ao ar calmo utilizando a mesma matéria-prima, o SAE 1524H. Foram realizadas análises de composição química e microestrutural para cada tratamento térmico, além de avaliação de dureza e resistência a tração. Os requisitos de dureza foram satisfatórios para todos os processos, entretanto para o ensaio de resistência mecânica os resultados foram satisfatórios apenas para o processo em que o componente foi resfriado bruscamente até 600°C a fim de se produzir microestrutura formada por Bainita. Para todas as condições de resfriamento em esteira o Limite de Escoamento foi um requisito bastante difícil de ser alcançado. Com este trabalho foi possível inferir uma rota alternativa de processamento, com menos etapas, para um aço ao carbono SAE1524H, evitando a necessidade de substituir a liga atual.

Automotive parts manufacturers are placed in a highly competitive market and for this reason the optimization of process is a routine. The mechanical performance of an automotive component depends on the manufacturing process and raw material used, these being the two most important factors in the manufacturing costs. The customer defines the requirements of the component, none of requirements can be changed, raw material neither. So, this work focused on define a alternative route with controlled cooling after hot forge to aim the mechanical properties specified on customer requirements. The current route contains direct quenching after hot forge and furnace temper, in this work, are tested six different ways of controlled cooling on conveyor with forced air and without forced air. Microstructure, Brinell hardness test and tensile strength test are used to compare the different process using the same raw material SAE 1524H. Continuous cooling after hot forging not shown a better way to attends the customer requirements, but an alternative route based on bainite microstructure formed after forced cooling in water with polymer to aim 600°C and cooling at room temperature shown an interesting route to attends all requirements. It was observed the possibility of producing the component with a different route without changing the raw material.