Tensões residuais no resfriamento de têmpera de um bloco de aço

Universidade de São Paulo Escola de Engenharia de São Carlos

Tensões residuais térmicas obtidas após a martêmpera e a têmpera a vácuo do aço ferramenta AISI H13
Renata Neves Penha (EESC/USP)
João C. Vendramim (Isoflama) Lauralice Canale (EESC/USP)

Têmpera

Martêmpera

Introdução
 Vantagens da Têmpera a Vácuo: menor variação dimensional, isenção de oxidação intergranular, maior vida útil do material tratado, menos poluição, uniformidade de aquecimento/resfriamento, garantia de repetibilidade do processo e portanto dos resultados do tratamento
 A possibilidade de se controlar a velocidade de resfriamento, a homogeneidade e a distorção, torna esta prática ideal para determinados tipos de componentes, tais como matrizes e moldes metálicos

 Neste trabalho foram analisados um resfriamento contínuo e um isotérmico realizados em um forno a vácuo sob pressão de 9 bar de nitrogênio. Por meio das curvas de resfriamento foram calculados os coeficientes de transferência de calor e posteriormente as tensões residuais térmicas pelo método dos elementos finitos.

 Durante a têmpera a vácuo, qualquer parâmetro do processo pode ser determinante nos resultados finais (i.e. distorções, dureza e tensões residuais).  A obtenção das propriedades finais desejadas depende do ajuste de todos estes parâmetros. De forma que o entendimento da otimização do processo de têmpera a vácuo para se obter as propriedades desejadas e melhorar a qualidade do serviço constitui em um valioso trabalho de pesquisa.

A modelagem de todos os fenômenos envolvidos em um processo de têmpera e suas interações é extremamente complexa. Os fenômenos físicos e suas interações durante a têmpera são:
Transferência de Calor

Comportamento Mecânico

Transformação plástica
Tensões causadas pela transformação

Comportamento Metalúrgico

Coeficientes de Transferência de Calor
 A principal diferença entre a têmpera convencional e a têmpera a vácuo se deve aos mecanismos de