Aço Hadfield

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O aço manganês austenítico foi inventado por Sir Robert Abbott Hadfield, em 1882. Foram adicionados 7 a 20% de manganês ao aço carbono com o intuito de aumentar a resistência ao desgaste dos aços convencionais. Os aços ao Mn apresentam elevadas propriedades mecânicas de impacto e resistência à abrasão.[1][2] O Manganês atua como estabilizador da fase austenita em aços, reduzindo a temperatura de início da transformação martensítica (Ms), e atrasando ou evitando a reação de decomposição da austenita durante o resfriamento do aço. O Mn também diminui a energia de falha de empilhamento na austenita, aumentando a distância entre as discordâncias parciais, dificultando o escorregamento cruzado (cross-slip) das discordâncias e favorecendo o mecanismo de maclação, implicando num aumento significativo da taxa de encruamento destes aços.[3]

Os aços ao Mn contêm 0,7 -1,45% de C, e 11-15% de Mn, com composição química especificada pela Norma ASTM A128. Apresentam elevada capacidade de endurecimento em serviço pela deformação plástica da austenita, implicando num aumento significativo da taxa de encruamento destes aços. A dureza típica é de 200HB, mas o encruamento eleva a dureza superficial destes aços para valores acima de 650HB, aumentando ainda mais a sua resistência à abrasão, com manutenção da elevada tenacidade do material [2]. A dureza típica é de 200HB, mas o encruamento eleva a dureza superficial destes aços para valores acima de 650HB, aumentando ainda mais a sua resistência à abrasão, com manutenção da elevada tenacidade do material.

Estes materiais são usados na indústria de mineração, em aplicações como mandíbulas e giratórios na britagem primária de minérios; e martelos de fragmentação de minérios e de sucatas, desvios e cruzamentos ferroviários.[4]

  • Tratamento térmico

As microestruturas de aços Hadfield no estado bruto de fundição são constituídas por austenita com carbonetos eutéticos intergranulares do tipo M3C, sendo que a presença de carbonetos contínuos do tipo M3C em contornos de grãos é o principal fator limitador da tenacidade destes aços.  O tratamento térmico utilizado em aços Hadfield é a solubilização dos carbonetos presentes na microestrutura bruta de fundição, que consiste em elevar a temperatura até uma condição totalmente austenítica seguida de rápida têmpera em água com agitação.[5]

  • Processamento do aço Hadfield

As propriedades do aço fundido com elevados teores de Mn são influenciadas pela temperatura de vazamento, tratamento térmico, composição química do aço e espessura da peça fundida. A temperatura liquidus dos aços Hadfield é localizada próxima de 1400°C, sendo utilizadas temperaturas de vazamento em torno de 1430-1450°C dependendo da espessura da peça. O uso de altas temperaturas de vazamento implica em elevado tamanho de grão e na segregação intergranular de P, Cr e C, que são prejudiciais para a resistência mecânica e ductilidade destes aços. Altas temperaturas de vazamento propiciam baixa taxa de resfriamento da peça fundida, promovendo a precipitação de carbonetos contínuos e descontínuos (perlita) nos contornos de grão da austenita.

Referências

  1. AGUNSOYE J.. Wear of Hadfield Austenitic Manganese Steel Casting. University of Ottawa, Canada: [s.n.], 2013.
  2. Fuocco, R; Holanda. Processo de produção de componentes em aços ao manganês austeníticos do tipo hadfield. Congresso e Feira Latino-Americana de fundição- CONAF/FENAF: [s.n.], 2007.
  3. Efstathiou C; Sehitoglu H. Strain hardening and heterogeneous deformation during twinning in Hadfield steel. Cornell University, Mechanical and Aerospace Engineering: [s.n.], 2010.
  4. Aponbiede, O; Shehu, U. An Overview of Hadfield’s Steel for Rail Network and Allied Structural Applications. Ahmadu Bello University, Zaria. Nigeria: [s.n.], 2010.
  5. «Microsoft PowerPoint - Austenitic Manganese Steel Compatibility Mode 2». Scribd. Consultado em 22 de junho de 2016 

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

  • Soldagem, Processos e Metalurgia, editora: Edgard Blucher LTDA
  • ASM Handbook Volume 6 "welding, Brazing, and Soldering.