A influência de diferentes taxas de resfriamento de polímero PAG nas distorções em peças de aço SAE 1050 no tratamento térmico de têmpera por indução

Abstract

As distorções dimensionais podem manifestar-se de forma expressiva em componentes de aço carbono, como o aço SAE 1050, após tratamentos térmicos de têmpera, devido à baixa temperabilidade dos mesmos. A taxa de resfriamento é um parâmetro do processo de têmpera que pode ser controlado para minimizar este inconveniente. Soluções contendo PAG (polialquilenoglicol) podem ser empregadas para resfriamento no processo de têmpera, permitindo controlar a severidade do resfriamento em função da quantidade de PAG na solução. O componente automotivo estudado, se localiza em uma das extremidades da junta homocinética, a qual é montada junto ao cubo de rodas do veículo. A região de montagem no cubo de rodas tem especificações dimensionais extremamente justas, o que torna ainda mais desafiador atender os requerimentos do projeto, quando é um aço ao carbono sem adição de elementos de liga. O presente estudo teve como objetivo avaliar as diferentes concentrações de PAG como meio de resfriamento, e a influência nas distorções dimensionais de uma ponta de eixo em aço SAE 1050 temperada por indução. Para isso, foram utilizadas concentrações de 5%, 10% e 15% de PAG, e avaliadas as distorções dimensionais por medições do diâmetro em três pontos da peça alinhados no sentido longitudinal após a têmpera por indução, bem como as medições da camada endurecida (dureza Vickers) e microestrutura.

Dimensional distortions can manifest themselves significantly in carbon steel components, such as SAE 1050 steel, after quenching heat treatment, due to their low hardenability. The cooling rate is a quenching process parameter that can be controlled to minimize this inconvenience. Solutions containing PAG (polyalkylene glycol) can be used for cooling in the quenching process, allowing to control the severity of the cooling as a function of the amount of PAG in the solution. The studied automotive component is located at one end of the CV joint, which is mounted next to the vehicle’s wheel hub. The assembly region on the wheel hub has extremely tight dimensional specifications, which makes it even more challenging to meet the design requirements, when it is a carbon steel without the addition of alloying elements. The present study target to evaluate the different concentrations of PAG as a cooling means, and the influence on the dimensional distortions of an induction-hardened SAE 1050 steel shaft end. For this, concentrations of 5%, 10% and 15% of PAG were used, and dimensional distortions were evaluated by measuring the diameter at three points of the piece aligned in the longitudinal direction after induction hardening, as well as measurements of the hardened case depth (Vickers hardness) and microstructure.