Influência do processo de tratamento térmico na estrutura e propriedades do aço 45# – fornecendo soluções de tubulação

Os efeitos das mudanças na temperatura de aquecimento e na taxa de resfriamento na microestrutura e nas propriedades mecânicas do aço 45# foram estudados. Os resultados mostram que diferentes temperaturas de tratamento térmico alteram a microestrutura e as propriedades de dureza do aço 45#. Ao mesmo tempo, a temperatura de tratamento térmico do aço 45# não pode ser muito alta ou muito baixa. A temperatura de tratamento térmico mais adequada é 840°C. Os efeitos de diferentes taxas de resfriamento nas propriedades do aço 45# são mais pronunciados. A alteração da taxa de resfriamento afeta diretamente a estrutura do aço 45#, alterando obviamente seu desempenho.

O aço 45# é um aço estrutural de carbono de baixo custo e alta qualidade, portanto a faixa de aplicação é muito ampla. As propriedades físicas e químicas do aço 45# são importantes na indústria moderna, por isso o estudo do aço 45# é muito importante. Nos últimos anos, a pesquisa neste campo fez grandes avanços para mudar o processo de tratamento térmico e melhorar o desempenho do aço 45#, mas também haverá mais novas tecnologias e resultados. Neste artigo, alteramos principalmente a temperatura de aquecimento e a taxa de resfriamento para estudar os efeitos do processo de tratamento térmico na estrutura e nas propriedades do aço 45#.

1. Materiais e métodos de teste

1.1 Material de investigação

A condição original do aço 45# selecionado para este teste é a condição laminada a quente. 9 amostras de aço 45#, solução alcoólica de ácido nítrico a 4%, etanol anidro. Teste a composição química do aço 45# para C: 0,43, Si: 0,24, Mn: 0,66, P: 0,03, S: 0,03, Ni: 0,22, Cu: 0,23.

1.2 Equipamento de teste

Dispositivos de aquecimento: Forno de resistência de cadinho; Equipamento de teste de dureza: testador de dureza Rockwell; Equipamentos para observação da organização metalográfica: pré-fresadora metalográfica, polidora, secador de cabelo, bolas de algodão, microscópio metalográfico MR-5000.

1.3 Procedimentos de teste

Primeiro, o aço 45# é dividido em nove amostras metalográficas. As amostras acima são divididas em três grupos. Cada grupo de três amostras é isolado por 30 minutos nas temperaturas de 760 °C, 840 °C e 940 °C. As amostras dos diferentes grupos são submetidas a tratamento de resfriamento de óleo, tratamento de resfriamento de água e tratamento de resfriamento de ar. As amostras são então corroídas, a estrutura do aço 45# é observada e analisada. O valor de dureza de cada amostra é então medido. O valor de dureza de cada amostra é então medido.

2. Resultados e análises de testes

2.1 Análise de propriedades mecânicas

Conforme mostrado na Tabela 1, o processo de tratamento térmico é diferente. Na mesma temperatura de tratamento térmico, a dureza não é a mesma. Três amostras de aço 45# foram aquecidas e medidas a 760 °C, 840 °C e 940 °C para normalização. Os valores de dureza das amostras foram 8,99, 16,1 e 16,3 HRC. Três amostras de aço 45# foram temperadas em óleo e aquecidas a 760 °C, 840 °C e 940 °C. Os valores de dureza medidos das amostras foram 24,1, 24,32,5 HRC. As três amostras restantes foram temperadas em óleo e aquecidas a 760 °C, 840 °C e 940 °C. Os valores de dureza das amostras foram 24,1, 24,32,5 HRC e 32,5 HRC. As três amostras restantes foram temperadas em água e aquecidas a 760 °C, 840 °C e 940 °C. Os valores de dureza medidos das amostras foram 34,1, 58,1 e 56,3 HRC, respectivamente. A partir dos dados acima, pode-se observar que a dureza das amostras temperadas é maior do que a das amostras temperadas em óleo. Isto se deve às diferentes taxas de resfriamento causadas por diferentes organizações. Após a têmpera em óleo, formam-se principalmente bainita, perlita e ferrita residual, enquanto após a têmpera em óleo, as principais organizações são a martensita e a martensita é principalmente a martensita, que possui maior dureza do que outras organizações.
Tabela 1: Valor de dureza Rockwell do aço 45# após tratamento térmico

2.2 Análise da estrutura metalográfica

Para o aço 45#, a estrutura do grão é muito grande devido ao tratamento de normalização a 760 °C; com aço 45# a estrutura do grão é muito pequena. Devido à temperatura mais baixa do tratamento térmico de 760 °C, a distribuição da austenita não é uniforme, e à temperatura mais alta de 940 °C, a estrutura do grão torna-se muito grosseira.
O aço 45# para tratamento de têmpera em água produz diferentes estruturas e, portanto, diferentes durezas em diferentes temperaturas de aquecimento. A uma temperatura de aquecimento de 760 °C, a estrutura resultante contém mais ferrita. A martensita é obtida a uma temperatura de aquecimento de 840 °C e 940 °C. A uma temperatura de aquecimento de 840 °C, a martensita obtida é mais fina, principalmente porque os grãos de austenita obtidos são menores. A uma temperatura adicional de 940 °C, os grãos de austenita tornam-se mais grossos e uma estrutura de martensita grosseira é obtida.
O aço 45# para tratamento de têmpera em óleo não é apenas martensita. A uma temperatura de aquecimento de 760°C, a organização após a têmpera em óleo é composta principalmente de bainita, perlita, ferrita residual, etc. A uma temperatura de aquecimento de 840°C e 940°C, a organização após a têmpera em óleo é composta principalmente de bainita e perlita, mas o teor de organização de perlita após têmpera em óleo a 940 °C é maior.

3. Conclusão

• 1) Diferentes temperaturas de tratamento térmico alteram a microestrutura e as propriedades de dureza do aço 45#. Ao mesmo tempo, a temperatura de tratamento térmico do aço 45# não pode ser muito alta ou muito baixa. Uma temperatura de tratamento térmico mais adequada é 840°C.
• 2) Diferentes taxas de resfriamento têm um impacto mais perceptível nas propriedades do aço 45#. A alteração da taxa de resfriamento afeta diretamente as propriedades do aço 45# e, portanto, também altera seu desempenho.