Efeitos da variação da concentração de solução polimérica aquosa a base de PVP na têmpera de aço AISI 4140

A têmpera é um tratamento térmico que tem como principal objetivo a elevação de dureza e resistência mecânicados aços por meio da sua transformação microestrutural. O processo se baseia na elevação da temperaturado material até a austenitização, seguida do arrefecimento por meio da imersão em um fluido, a qualprecisa ser rápida o suficiente para evitar a difusão do carbono, visando a formação de uma microestruturapredominantemente martensítica. Atualmente, vem sendo utilizado para esse procedimento as soluções poliméricasaquosas, que são misturas de água com polímeros. A concentração das soluções é um fator fundamentalpara a capacidade de troca de calor dos fluidos e, por consequência, a variação desse fator promove odesenvolvimento de diferentes propriedades mecânicas no material temperado. Assim, o presente trabalhoconsistiu na avaliação das propriedades do aço AISI 4140 temperado em soluções poliméricas aquosas a basede polivinilpirolidona (PVP) sob as concentrações de 10, 15, 20 e 25%. Para isso, a caracterização do aço foirealizada 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 coma adição de PVP à solução. Assim, a diminuição de troca térmica determinou menor formação de martensitae decréscimo no perfil de microdureza das amostras, embora não tenha sido evidenciada variação de fases emtodas as situações de processo.Palavras-chave: Têmpera, AISI 4140, Soluções Poliméricas Aquosas, PVP

Investigation on the Capacity of PVP Polymer in 15B30 Steel Cooling in the Quenching Process / Investigação sobre a Capacidade do Polímero PVP no Resfriamento de Aço 15B30 no Processo de Têmpera

O polivinilpirolidona é um polímero solúvel em água, o qual vem sendo utilizado para arrefecimento dos materiais em tratamentos térmicos de têmpera. A têmpera consiste em fornecer calor ao metal até que ele seja completamente austenitizado, alterando sua rede cristalina para cúbica de face centrada. Então, ele é imerso em um fluido para que resfrie rapidamente. O fluido usado precisa ter capacidade de troca de calor suficiente para evitar que carbono seja difundido, assim, desenvolvendo uma rede cristalina tetragonal de corpo centrado, formando martensita e promovendo alta dureza e resistência mecânica ao material. A diluição do PVP em água, promove maiores taxas de resfriamento. Sendo assim, as máximas concentrações mais utilizadas de forma comum são de aproximadamente 30% para aços de maior temperabilidade e em 10% de baixa temperabilidade. Quando aplicados para o arrefecimento de aços carbono, com médio e alta quantidade de carbono, os polímeros não diluídos ainda não apresentaram resultados satisfatórios para a formação de martensita. Desse modo, o trabalho investigou a capacidade de resfriamento do PVP quando aplicado em aços AISI 15B30. Então, foi verificado que mesmo em aços desse tipo o polímero em 100% de concentração não é indicado para o processo de têmpera, visto que não desenvolve taxas de troca térmica suficiente para a transformação sem difusão de carbono.