Quench hardening aims at the microstructural transformation of steels in order to improve hardness and mechanical strength. The aim phase is, in most cases, the martensite. It is necessary to heat the material until it obtains its austenitization and quenching by immersion in a fluid. Currently, it is common to use watery polymeric solutions in this procedure. These fluids, which are the mixture of polymers in water, vary their thermal exchange capacity depending on the concentrations applied. The increase in concentration minimizes the removal of heat from the part, reducing the formation capacity of martensite, and developing a lower hardness and strong steel. In this work, microstructural characteristics and properties of AISI 1045 steel quenched in solutions based on polyvinylpyrrolidone (PVP) in 10, 15, 20, and 25% concentration were evaluated. The microstructural characterization quantified the percentage of the phases in each concentration, demonstrating a reduction of martensite as the concentrations were high. The investigation of the samples by x-ray diffraction confirmed the absence of austenite retained in the material. Furthermore, a microhardness scale between the core and the surface was constructed, in which a reduction gradient of the indices of this property towards the core of the sample was evidenced.

RESUMO A têmpera é um tratamento térmico que tem como principal objetivo a elevação de dureza e resistência mecânica dos aços por meio da sua transformação microestrutural. O processo se baseia na elevação da temperatura do material até a austenitização, seguida do arrefecimento por meio da imersão em um fluido, a qual precisa ser rápida o suficiente para evitar a difusão do carbono, visando a formação de uma microestrutura predominantemente martensítica. Atualmente, vem sendo utilizado para esse procedimento as soluções poliméricas aquosas, que são misturas de água com polímeros. A concentração das soluções é um fator fundamental para a capacidade de troca de calor dos fluidos e, por consequência, a variação desse fator promove o desenvolvimento de diferentes propriedades mecânicas no material temperado. Assim, o presente trabalho consistiu na avaliação das propriedades do aço AISI 4140 temperado em soluções poliméricas aquosas a base de polivinilpirolidona (PVP) sob as concentrações de 10, 15, 20 e 25%. Para isso, a caracterização do aço foi realizada por meio da avaliação microestrutural, microdureza e difração de raios-x. Por meio dessas avaliações, foi demonstrado que a capacidade de retirada de calor do material vai sendo minimizada de acordo com a adição de PVP à solução. Assim, a diminuição de troca térmica determinou menor formação de martensita e decréscimo no perfil de microdureza das amostras, embora não tenha sido evidenciada variação de fases em todas as situações de processo.

Resumo Durante o processo de soldagem o aço microligado ASTM A131 Grau AH36 pode apresentar defeitos oriundos dos ciclos térmicos (distorções) que demandarão procedimentos onerosos como o tratamento térmico pós-soldagem. Somando-se a isto, este aço não é indicado a sofrer normalização, normalização seguida por revenimento, ou por têmpera e revenimento. Neste caso, a técnica da dupla camada, que se baseia na deposição controlada dos passes da primeira e segunda camada através da escolha apropriada da relação de energias de soldagem, surge como alternativa. Diante disto, este trabalho teve por objetivo encontrar a relação de energia de soldagem que satisfizesse os critérios de microdureza e macrografia. Para isto foram realizadas soldagens preliminares para cada energia e após isto a comprovação com a soldagem de dupla camada em chapa plana. Os resultados indicaram que as relações de energias de soldagem 5/14 e 5/17 kJ.cm-1 foram aprovadas, porém a energia de 5/14 kJ.cm-1 foi a que apresentou o maior afastamento no critério baseado na microdureza. A soldagem com dupla camada comprovou que a relação de energia encontrada foi adequada apresentando microdurezas com valores inferiores ao limite da zona endurecida (300 HV0,1) demonstrando a possibilidade de revenimento ocasionado pela sobreposição dos passes.

RESUMO Um novo tratamento térmico tem sido pesquisado recentemente, cuja denominação é têmpera e partição (T&P), com o intuito de criar aços com austenita estável em sua microestrutura. Inicialmente, esse tratamento foi realizado em aços de alto silício, não obstante, seu potencial alcança outros diversos materiais como os de baixa liga contendo níquel ou manganês. O mesmo consiste em realizar a têmpera entre temperaturas inicial (Ms) e final (Mf) da transformação martensítica, seguidos por um reaquecimento a um estágio isotérmico durante um certo período. Neste trabalho, foi realizado a T&P no aço SAE 4340, austenitizados a 870 °C durante 30 min, então temperado em polímero ao patamar de 240 °C e por fim, particionado em três tempos distintos: 10 s, 30 s, e 90 s. Ainda, foi feito a têmpera e revenimento (TR) no mesmo material para comparações entre as microestruturas e propriedades mecânicas, através de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-x (DRX), além de ensaios de microdureza Vickers. Observou-se uma microestrutura complexa nas amostras oriundas da T&P, diferentemente dos corpos de prova da TR. A partir do DRX, obteve-se indícios de que o tempo de 30 s para o processo de partição foi o mais efetivo em estabilizar a austenita retida. Soma-se a isso, a alta dureza alcançada, chegando ao nível de 696HV1.

The ASTM SA-516 steel has applications in compact steam boilers of low and medium temperature and pressure. Deterioration can show when exposed to high temperatures due to fuel gases burning. Failures detected by inspections done in a frequency required by standard on the boilers. Among the main failure mechanisms found in materials used in boilers, creep, corrosion, when subjected to the action of the combustion gases or steam oxidation conditions, thermal fatigue and others can be mentioned. This work evaluates the effect of thermal fatigue in the metallurgical aspects of steel ASTM SA-516 grade 60. After the initial characterization of the steel checked that it heeds the specifications required by the standard, showing a microstructure of ferrite and perlite. The tests in heat transfer conditions produce temperatures between 750 to 850C on the surface, starting with an oxidizing flame produced by oxygen and acetylene gases. The cooling was by water, being the samples were submitted to several cycles of heating and cooling, causing thermal fatigue. After the tests, occurs the characterized of the samples through optical microscopy techniques, Scanning Electronic Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), Vickers hardness and macrostructure analysis. ferrite, perlite colonies and no tempered martensite were the microstructures detected on the Heat-Affected Zone (HAZ). On substrate's region was not detected anisotropy or significant variations. When analyzing austenitic grain size was observed a refinement showing 12 ASTM grain size considered extra fine. The higher microhardness values occurred at the surface. The surface has had been affected by heat due to heating in intercritical and austenitization temperature and the cooling by water.

Nowadays, the search for more reliable and less fuel consumable structures for off shore applications leads to the development of modern materials selection and manufacturing methodologies. In this sense, Aluminum alloys has increasing for structural application due to lightweight, weldability and corrosion performance. This research aims to evaluate the influence of manufacturing process of 6063 aluminum alloy on corrosion behavior in seawater medium. After the combination of heat treatment and cold work variation, the materials were analyzed by microstructural and mechanical tests. The sample also were submitted to Potentiodynamic polarization analysis. The results prove the applicability of cold work process in order to elevate corrosion performance of 6063 aluminum alloys. This can be a low cost and time consumable, alternative to increase materials performance.

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