Desempenho em serviço de granalhas de aço alto carbono: influência da microestrutura e parâmetros de processo

Abstract

Dentre as inúmeras aplicações do aço alto carbono, a granalha assume relevante protagonismo nos processos industriais de jateamento, shot peening, peen forming e corte de pedras ornamentais. O tratamento térmico tem grande influência na obtenção e refinamento da microestrutura e, consequentemente, nas suas propriedades mecânicas. Devido à inexistência de publicações científicas destinadas exclusivamente ao estudo da melhoria de desempenho da granalha, o presente projeto teve por objetivo comparar o desempenho da granalha com três diferentes teores de carbono, submetidas a cinco diferentes temperaturas de revenimento em ambiente de laboratório, buscando entender quais mecanismos microestruturais proporcionam maior durabilidade da granalha durante a operação de jateamento. Pôde-se concluir que a granalha com a concentração de carbono de 0,83% obteve desempenho até 18% maior sob temperatura de revenimento de 480 °C quando submetida ao teste de durabilidade em comparação com as demais condições. O melhor desempenho foi consequência das formações micrestruturais apresentadas pela menor faixa de concentração de carbono, caracterizada por meio de metalografia e difração de raios-X. Esta condição apresentou microestruturas martensíticas finas e homogêneas, diferentemente das ligas com maiores concentrações de carbono, que apresentaram cementita não dissolvida, além de austenita retida após a têmpera, que resultou provavelmente em estrutura pós-revenimento mais heterogênea

Steel shots made from high-carbon steel have a prominent role in the industrial processes of blasting, shot peening and cutting of ornamental stones. Heat treatment greatly influences the microstructure, its refinement and, consequently, the mechanical properties of the steel shots. Due to the lack of scientific publications related to the performance of the high carbon cast steel shots, the present project aimed to compare the performance of high carbon cast steel shots in a laboratory environment at three different concentrations of carbon, subjected to five different tempering temperatures. It was studied the microstructural mechanisms that provide greater durability of the shot during its use in blasting operations. It can be concluded that the sample with 0.83%C tempered at 480 °C presented a performance 18% superior when submitted to the life test in comparison to other conditions. This may be related to the microestructural characteristics of the lower carbon concentration range, described by metallographic analysis and X-ray diffraction, which showed that this condition presents a fine and homogeneous martensitic microstructure, diferent to the alloys with higher carbon concentrations that presented grain boundary cementite, and retained austenite before tempering, resulting in more heterogeneous microstructures after the tempering process