Efeito do tratamento térmico na caracterização microestrutural e das propriedades mecânicas de um aço inoxidável martensítico do tipo 13Cr5Ni0,02C

Abstract

O controle dos ciclos térmicos, nos tratamentos térmicos de têmpera e revenido, nos aços inoxidáveis martensítico do tipo 13Cr5Ni0,02C, é essencial para se obter boa resistência mecânica associada à resistência à corrosão, principalmente em equipamentos para a extração de petróleo. Corpos-de-prova foram austenizados por três horas a 1025°C, com posterior têmpera ao ar e água e revenido a 680ºC por 10 horas e resfriados ao ar. Um segundo grupo de corpos-de-prova foi tratado, termicamente, nas mesmas condições, porém foi realizado alívio de tensão a 150ºC por 1 hora e resfriado ao ar. O revenimento aumenta, substancialmente, a tenacidade e a ductilidade e, em alguns casos, sem redução substancial da resistência mecânica. A elevada dureza e resistência da martensita revenida está relacionada à alta relação de área entre os contornos de cementita e da matriz, pois estas agem como barreiras à movimentação das discordâncias, durante a deformação plástica. Dessa maneira, a matriz que é dúctil, é reforçada pela cementita.The thermal cycle control of heat treatments for the quenching and tempering of martensitic stainless steels, type 13Cr5Ni0,02C, is essential for obtaining the good mechanical resistance which is associated to corrosion resistance, mainly in equipment used in petroleum extraction. Samples were austenized during three hours at 1025°C, with posterior air and water quenching and tempering at 680ºC during 10 hours and then, air-cooled. A second sample group was heat treated under the same conditions, but a stress relief was done at 150ºC for 1 hour and then, air-cooled. The tempering increases substantially its hardness and ductility and in some cases, without substantial reduction of the mechanical resistance. The great hardness and resistance of the tempered martensite is related to the large area relation between the cementite and matrix contours, because these act as barriers to the dislocation motion during the plastic deformation. In this way, the matrix which is ductile is reinforced by the cementite.