| Abstract: | The objective of this work is to analyze the influence of annealing and austempering heat treatments on the machinability with constant pressure of an austempered ductile cast iron. The results were correlated to microstructural formation and mechanical properties. It was used the turning process varying the depth of cut, the speed of cut, the angle of tool and the use of cut fluid. The samples (18 initially annealed) were heated at 910°C for 90 minutes for austenitization and cooled in salt bath in one-step at temperatures 300°C, 360°C and 420°C for 30, 60 and 90 minutes. Other 16 samples (8 previously annealed) were austempered in two-step process at 245oC and 300oC for 5 and 30 minutes, respectively. The samples were analyzed initially by optical microscopy and mechanical tests (Brinell hardness and Vickers microhardness), and after were machined in an universal lathe for machinability tests. The mechanical lathe was instrumented in relation to active power and cutting time, and the machinability evaluation was made with reference to cutting force, cutting pressure and material removal index criteria. The samples austempered at 300oC for 30 minutes (with annealing) showed the best machinability, impact resistance and lowest hardness in the one-step process. However, the samples in the same temperature and time (with annealing) showed the worst machinability, highest hardness and lowest impact resistance. The two-step austempering was performed in 8 samples that showed the best machinability and 8 samples that showed the worst machinability in one-step process. In these samples, the machinability test were performed with and without fluid cut and cut angle of 90o and 60o. The results showed the highest performance for the condition austempered at 300oC for 30 minute in two-step process, with previous annealing, when machined with fluid cut and angle of tool of 60o. The microstructure was composed by ausferrite, graphite and retained austenite.
Neste trabalho foi investigado através da técnica de aplicação de pressão constante, a usinabilidade do ferro fundido nodular austemperado em função de tratamentos térmicos de recozimento e austêmpera. Os resultados foram correlacionados com a formação microestrutural e com as propriedades mecânicas. Para tanto foi utilizado o processo de torneamento, variando a profundidade de corte, a velocidade de corte, o ângulo de posição da ferramenta de corte e utilização e não utilização de fluido de corte. Para este fim, 36 amostras (18 recozidas previamente) foram austemperadas em etapa única nas temperaturas de 300 °C, 360 °C e 420 °C nos tempos de 30 min, 60 min e 90 min. e 16 peças (8 com recozimento prévio) em duas etapas à 245 °C e 300 °C nos respectivos tempos de 5 min e 30 min. Para austêmpera em etapa única, amostras austemperadas à 300 °C por 30 minutos (sem recozimento prévio) obtiveram melhor usinabilidade, resistência ao impacto e menor dureza.Já, as austemperadas no mesmo tempo e temperatura (com recozimento prévio) obtiveram pior usinabilidade, maior dureza e menor resistência ao impacto. A austêmpera em duas etapas foi realizada em 8 peças que obtiveram melhor usinabilidade e em 8 peças de pior usinabilidade nos testes de austêmpera em única etapa. Estes testes de usinabilidade foram executados com e sem o uso de fluido de corte utilizando-se os ângulos de posição da ferramenta de corte de 90º e 60º. Os resultados apontam para melhor usinabilidade às amostras austemperadas pelo processo de duas etapas e que foram previamente recozidas e austemperadas à 300 °C durante 30 minutos, quando usinadas com fluido de corte e ângulo de posição da ferramenta de corte de 60º. A microestrutura foi composta por matriz ausferrítica, grafita e austenita não transformada. |
