Obtenção de tratamentos térmicos para homogeneização de microestruturas super deformadas

Abstract

RESUMO

Os componentes no setor ferroviário que mais sofrem desgaste, como os trilhos e as rodas, demandam um alto investimento na melhoria do sistema roda-trilho. As rodas precisam resistir à fadiga de contato e altas temperaturas para evitar trincas, especialmente na pista de rolamento. Durante a rotação, ocorre um campo de tensão que pode causar deformação plástica na microestrutura abaixo da pista. Para reutilizar as rodas, é necessário submetê-las a um processo de reperfilamento por usinagem, removendo uma fina camada de material para refazer o contorno do aro e melhorar seu desempenho. Esse processo aumenta a vida útil da roda, mas há limitações para a remoção de material, e quando ultrapassadas, as rodas devem ser substituídas. O trabalho visa restaurar a microestrutura deformada por fadiga de contato em uma roda de aço ferroviário por meio de tratamento térmico de recozimento, homogeneizar a microestrutura, analisar a resistência mecânica e tenacidade da roda após o tratamento, e aumentar a vida útil da roda reduzindo a espessura da camada usinada e o volume de material removido. Amostras de disco de aço de roda classe C foram submetidas a tratamento térmico de recozimento em diferentes temperaturas e tempos. Após o tratamento, as amostras foram preparadas para metalografia. A microestrutura foi analisada por meio de imagens capturadas por um microscópio óptico, e a dureza foi mapeada usando um microdurômetro em escala Vickers. A análise microscópica após o tratamento térmico mostra crescimento de grãos, homogeneização da microestrutura, aumento da tenacidade e resistência mecânica, redução da camada deformada. A análise de micrografias e resultados de dureza revelou que a amostra tratada a 650°C por 10 minutos apresentou microestrutura mais homogênea e refinada, indicando eficácia na recristalização, com dureza próxima dos requisitos mínimos da AAR para rodas novas. Um tempo maior a uma temperatura mais baixa também reduz a dureza decorrente da deformação. Concluindo-se que existe um potencial para melhorar a manutenção das rodas, aumentando sua vida útil e reduzindo a remoção de material. Isso pode levar ao desenvolvimento de um método de usinagem com tratamento térmico, sugerindo benefícios na redução de custos de manutenção nas rodas ferroviária.