Análise microestrutural de pontos fundidos na superfície de aços por LASER

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo investigar os efeitos microestruturais em aços (SAE 1020, SAE 1045 e AISI 52100), sobre cujas superfícies foram incididos feixes laser com três níveis diferentes de potência (energia), resultando em “pontos” (pequenas áreas) com muito altas taxas de resfriamento nas suas regiões fundidas e correspondentes zonas afetadas pelo calor (ZAC). A análise foi desenvolvida por detalhada verificação de microdureza (Vickers), metalografia através de microscopia de luz e microscópio eletrônico de varredura (MEV), medições da ZAC e estimativas matemáticas para fontes instantâneas concentradas de calor. Observou-se que as superfícies fundidas e as correspondentes ZACs apresentaram significativo endurecimento e conveniente microestrutura, tais como aquelas tipicamente obtidas por tratamentos térmicos superficiais. Além do mais, a homogeneidade da microestrutura originalmente existente é um fator positivo, pois resulta em menor gradiente de dureza na ZAC, como mostrado pelo aço esferoidizado AISI 52100.

The present work has as objective to search for microstrutural effects in steels (SAE 1020, SAE 1045 and AISI 52100), on which surfaces laser beams were impinged with three different power (energy) levels, resulting “spots” (small areas) with very high cooling rates in their melted regions and corresponding heat affected zones (HAZ). The analysis was developed through detailed microhardness (Vickers) verification, metallography through light microscopy and scanning electron microscope (SEM), HAZ measurements and mathematical estimates for instantaneous concentrated heat sources. It was noticed that the melted surfaces and corresponding HAZs have shown expressive hardening and suitable miscrostructure, like those typically obtained by surface heat treatments. Moreover, the previously existing microstructure homogeneity is a positive factor, as showed by the spheroidised steel AISI 52100.