AÇO INOXIDÁVEL 440C | 1.4125 | SUS440C

4. Tratamento térmico

O princípio fundamental por trás do aço 440C tratamento térmico envolve a transformação da microestrutura do aço. Isso é realizado por aquecimento para formar austenita, seguido de resfriamento rápido (têmpera) para criar uma estrutura martensítica dura e, por fim, revenimento para refinar a dureza e aumentar a tenacidade. Um componente 440C devidamente tratado termicamente normalmente apresentará martensita revenida com uma dispersão de carbonetos primários e secundários mais finos, contribuindo para sua renomada durabilidade.

4.1 Principais etapas do tratamento térmico do aço 440C

Para garantir que os componentes de aço inoxidável 440C atendam às rigorosas demandas operacionais, seguimos um protocolo preciso de tratamento térmico em vários estágios:

4.1.1 Têmpera: Austenitização e Têmpera

A fase de endurecimento é fundamental para o desenvolvimento das propriedades mecânicas desejadas do aço 440C.

• Austenitização: Esta etapa envolve o aquecimento do aço 440C a uma faixa de temperatura específica, normalmente entre 975°C a 1075°C (1790°F a 1965°F). Para uma resistência e resistência à corrosão ideais, muitas vezes visamos a extremidade superior desta faixa, em torno de 1010°C a 1065°C (1850°F a 1949°F). Uma temperatura de austenitização comum e eficaz é 1038°C (1900°F).

• Imersão: O tempo de imersão adequado na temperatura de austenitização escolhida é essencial. Isso permite a austenitização completa e a dissolução necessária dos carbonetos, o que é fundamental para atingir uma dureza uniforme.

• Têmpera: Imediatamente após a austenitização, o aço 440C deve ser resfriado rapidamente para transformar a austenita em martensita.

• Meio de têmpera: Isto é normalmente conseguido através de têmpera ao ar ou têmpera em óleo. A têmpera em óleo a temperaturas como 1038°C (1900°F) ou 1040°C (1900°F) é uma prática comum para aço inoxidável 440°C.

4.1.2 Revenimento: Refinando Dureza e Tenacidade

Após a têmpera, o aço 440C é extremamente duro, mas também pode ser quebradiço. O revenimento é uma etapa subsequente crucial para reduzir essa dureza ao nível desejado, melhorando significativamente a ductilidade e a tenacidade. A escolha da temperatura de revenimento influencia diretamente as propriedades finais do aço inoxidável 440C.

• Temperaturas e duração do revenimento:

• As temperaturas de revenimento comuns para aço 440C variam de 150°C a 375°C (300°F a 705°F).
• Para aços de alto carbono como 440C, revenimento entre 200°C e 350°C (390°F e 660°F) é frequentemente preferido.
• Para atingir um equilíbrio ideal de dureza e resistência à corrosão, uma temperatura de revenimento de 204°C (400°F) é frequentemente recomendado.
• A duração do revenimento normalmente varia de 30 minutos a 2 horas, com 1 a 2 horas sendo padrão para consistência, dependendo da espessura da seção transversal do componente.

• Efeitos da têmpera:

• O revenimento abaixo de 480 °C (900 °F) resulta em amolecimento mínimo, mas proporciona uma melhoria notável na tenacidade e estabilidade dimensional do material 440 °C.

A tabela a seguir ilustra valores típicos de dureza (escala Rockwell C – HRC) atingíveis para aço inoxidável 440C após revenimento em várias temperaturas:

Observação: esses são valores típicos; os resultados reais podem variar com base em parâmetros precisos de processamento e na composição do material.

4.2 Considerações especiais no tratamento térmico do aço 440C

Além dos estágios primários de têmpera e revenimento, vários outros fatores são importantes no tratamento térmico abrangente do aço inoxidável 440C:

• Pré-aquecimento: Antes do processo principal de endurecimento, pré-aquecer o aço inoxidável a 440 °C a aproximadamente 650°C (1200°F) é aconselhável. Isso ajuda a garantir uma distribuição de temperatura mais uniforme e minimizar o choque térmico durante a etapa de austenitização subsequente.
• Resfriamento lento após forjamento: Para graus de alto carbono, como 440°C, um processo de resfriamento cuidadoso e lento após o forjamento é crucial. Isso pode envolver ciclos de resfriamento interrompidos controlados pelo forno (por exemplo, resfriamento ao ar até 150-250°C, reaquecimento até ~650°C e, em seguida, resfriamento final). Essa prática ajuda a prevenir trincas e a formação de carbonetos indesejáveis nos contornos de grão.
• Gerenciando Austenita Retida: O 440C temperado pode, às vezes, conter uma quantidade significativa de austenita retida (potencialmente 20-30% por volume). Se não for tratada, essa austenita retida pode se transformar espontaneamente ao longo do tempo, levando a alterações dimensionais e a um risco aumentado de trincas.

• Tratamento pelo frio (tratamento abaixo de zero): A realização de um tratamento a frio abaixo de zero após a têmpera pode efetivamente transformar essa austenita retida em martensita não revenida. É fundamental que esse tratamento a frio seja seguido por pelo menos um ciclo de revenimento padrão para revenir a martensita recém-formada e aliviar as tensões internas.

• Tratamento Térmico Pós-Soldagem (PWHT): Para componentes soldados de aço inoxidável 440C, o tratamento térmico de alta temperatura (PWHT) é quase sempre uma etapa necessária. Este tratamento serve para revenir a martensita formada na solda e na zona afetada pelo calor, bem como para aliviar tensões residuais.

• Embora o revenimento abaixo de 480 °C (900 °F) não cause amolecimento significativo, é benéfico para melhorar a tenacidade e a estabilidade dimensional.
• O PWHT típico para aços inoxidáveis martensíticos como 440C é conduzido na faixa de 480°C a 750°C (895°F a 1380°F).