Aço martensítico maraging endurecido por envelhecimento

Aço maraging - informações básicas

Os tipos de aço maraging são um subgrupo separado de aços estruturais de alta liga, cuja composição química consiste principalmente em níquel, cobalto e molibdénio. Depois da composição química em si, pode-se dizer que elas se situam entre um grupo de ligas de ferro-níquel, aços para ferramentas e aços estruturais para tratamento térmico. O carbono presente nos tipos de liga para melhorar, carburação ou nitretação é muito mais alto (geralmente <0,1%), o que é limitado a <0,03% para o aço maraging.

A segunda questão a considerar é a solução sólida de carbono e a fase de carboneto, que é substituída pela separação das fases intermetálicas. Os aços maraging são um dos tipos de ferro-níquel mais duráveis, com considerável plasticidade, que, como um dos poucos, podem trabalhar numa ampla gama de temperaturas: -200 a 600 ℃ e a sua dureza é quase ilimitada.

Outras características incluem boa usinabilidade, soldabilidade e capacidade de trabalhar continuamente em altas e baixas temperaturas (dependendo dos tipos). O nome Maraging é derivado de uma combinação de duas palavras no tópico de tratamento térmico e da estrutura obtida após ele - Martensita e Envelhecimento - Martensita + envelhecimento em inglês.

Tratamento térmico de Maraging

O tratamento térmico Maraging é um processo de supersaturação em que o aço adquire uma estrutura martensítica através do envelhecimento. Depende do endurecimento do produto, geralmente na faixa de 800 a 900 ℃, dependendo dos graus, com arrefecimento ao ar. A têmpera é feita a temperaturas de 450-550 ℃. No processo de endurecimento, é possível atingir uma resistência à tração de 1000 - 1200 MPa e uma dureza na faixa de 30-40 HRC.

No entanto, um tratamento térmico inadequado não garante propriedades mecânicas totalmente satisfatórias. Através do revenimento, os materiais maraging atingem uma dureza de 40-60 HRC, com uma resistência de R_m entre 1500 e 2200 MPa. O processo de endurecimento ou supersaturação do aço maraging resulta numa estrutura martensítica.

Composição química e características

A composição química do aço inclui, entre outros, níquel, cobalto, titânio e molibdénio. Os outros componentes em pequenas quantidades são alumínio, às vezes cromo, zircónio, tungsténio, nióbio e berílio. Cada um dos aditivos básicos de liga listados acima tem uma influência significativa nas propriedades mecânicas e físicas, na estrutura do material e nas características de desempenho em ambientes individuais.

A limitação de carbono foi introduzida para reduzir a ocorrência de carbonetos indesejáveis. O níquel, como um dos aditivos de liga mais valiosos, reduz o limiar de fragilidade, é responsável pelo endurecimento e, assim, facilita a transformação da estrutura em martensítica. O cobalto afeta significativamente a dureza e a durabilidade, especialmente em temperaturas elevadas. A ausência de uma quantidade adequada de carbono na composição requer o uso de um substituto que eleve a resistência e a dureza.

O cobalto reduz ainda mais a solubilidade do molibdénio e do tungsténio no ferro alfa. O molibdénio é o terceiro elemento mais concentrado, cooperando estreitamente com o cobalto. Tem um efeito positivo na ductilidade do aço, contribuindo ainda mais para a formação de fases intermetálicas dentro do grão.

Aço maraging e a suas aplicações

O maraging é, sem dúvida, um tipo único de aço de alta liga, cujo potencial pode ser justificado pela sua ampla aplicação nas indústrias de armamento, aeroespacial, química, construção naval, petrolífera e petroquímica, construção civil e energia.

Esses aços martensíticos são usados na fabricação de tanques de alta pressão, instalações, rotores e turbinas a vapor, motores de foguetes, cascos e navios, molas responsáveis, rolamentos, armas, espaços em branco, helicópteros, eixos de turbinas a gás, bem como engrenagens, lastros, discos de compressores, válvulas de segurança, rotores para geradores de navios, algumas bielas, eixos de propulsão, componentes de sincronização de veículos e rolamentos.

Para muitos leitores, pode ser interessante notar que os produtos maraging podem ser classificados como ferramentas ou grades de alta velocidade - é claro que, observando a aplicação, é possível encontrar ferramentas e matrizes para trabalhos a quente ou facas especiais, peças de máquinas.