Efeito da temperatura de austêmpera na microestrutura e na resistência mecânica de um aço perlítico ao Nb e V para aplicação em trilho ferroviário.

Abstract

A indústria ferroviária, historicamente, concentrou-se na utilização de trilhos de microestrutura perlítica, por se tratar do modelo tradicional, capaz de atender as demandas comerciais. Para que um trilho ferroviário seja considerado adequado à aplicação, é indispensável que atenda a requisitos cruciais, como resistência a tração, desgaste, dureza, fadiga e custo-benefício. Nos últimos anos, entretanto, pesquisas apontam para um melhor desempenho da microestrutura bainítica que se apresenta como alternativa promissora em relação à microestrutura perlítica. Desta forma, o presente trabalho realizou uma revisão bibliográfica acerca da evolução dos estudos voltados à aplicação de bainita em trilhos ferroviários, bem como apontaram Bhadeshia (2015) e Xiao-Fei et al. (2005) em estudos anteriores. Moreira (2019) realizou tratamentos térmicos de austêmpera a 400ºC, para obtenção de bainita, seguidos de análises microestruturais e mecânicas em um aço que, em seu estado de entrega, foi caracterizado como de microestrutura perlítica. A fim de complementar esse trabalho, corpos de prova do mesmo aço eutetóide microligado ao nióbio e ao vanádio foram submetidos a tratamento térmico de austêmpera, em duas temperaturas distintas: 350ºC e 450ºC. Posteriormente, o material foi caracterizado do ponto de vista microestrutural e mecânico. As microestruturas foram analisadas por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, enquanto o desempenho mecânico foi avaliado por ensaios de dureza e de tração. Por fim, foi realizada análise fractográfica das superfícies de fratura dos corpos de prova ensaiados a tração, com o objetivo de determinar o mecanismo de fratura. Os tratamentos térmicos obtiveram êxito no propósito de alterar a microestrutura do material, evidenciando a formação de bainita, perceptível por meio das análises microscópicas. O material tratado termicamente apresentou desempenho significativamente superior ao material em estado de entrega quanto à valores de dureza, resistência à tração e capacidade de deformação. Desta forma, os resultados obtidos indicaram que os tratamentos térmicos representam uma alternativa promissora para aprimoramento do desempenho de trilhos ferroviários. Ademais, reforçam o potencial da microestrutura bainítica diante das crescentes demandas da infraestrutura ferroviária, trazendo perspectivas de melhoria contínua com o avanço das pesquisas na área.