BR0209069B1

BR0209069B1 - artigo de aço resistente ao desgaste produzido por aspersão.

Info

Publication number: BR0209069B1
Application number: BRPI0209069-4A
Authority: BR
Inventors: Odd Sandberg; Lennart Joensson
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2011-02-08
Also published as: WO2002086177A1; BR0209069A; DE60204449T2; ATE296903T1; EP1381702B1; EP1381702A1; US20060231172A1; DE60204449D1; KR20030087086A; ES2242012T3; CN1271233C; JP4242157B2; US7563333B2; KR100903714B1; CN1505690A; JP2004527656A

Description

ARTIGO DE AÇO RESISTENTE AO DESGASTE PRODUZIDO POR ASPERSÃO

CAMPO TÉCNICO

A invenção refere-se a um artigo de aço apresentandoexcelente resistência ao desgaste, boa temperabilidade eresistência ao revenimento, e dureza adequada e boatenacidade não apenas na direção longitudinal do materialde aço, isto é, em sua direção de trabalho, mas também nadireção transversal, que também é favorável do ponto devista de custo; características que tornam o aço adequadopara ser utilizado em vários campos de aplicação, incluindoos seguintes:

• elementos, por exemplo, parafusos e tambores paraalimentação e condução de massas plásticas emmáquinas para a manufatura de componentes

plásticos, por exemplo, elementos de moldagem porinjeção e dispositivos de extrusão,

• ferramentas de moldagem e partes de ferramentaspara moldagem por injeção de materiais plásticos,partes submetidas a desgaste, por exemplo,detalhes em bombas para a alimentação de meioabrasivo, bem como outras partes submetidas adesgaste em máquinas,

• facas com boa tenacidade para desintegrar, porexemplo, materiais plásticos e madeira, incluindocutelos,

• ferramentas de trabalho a quente,

• ferramentas de desbaste para esmerilhar artigosfundidos ou prensados, que podem ser quentes oufrios, e• luvas para rolos compostos incluídos emlaminadores a rolo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Atualmente, em alguns dos campos de aplicaçãomencionados acima, é utilizado um aço convencional do tipoAISI D2, mas também aços rápidos manufaturados pormetalurgia do pó e aços de trabalho a frio apresentando umalto teor de carbetos.

No entanto, existe uma demanda por um aço qualificadoque não requeira manufatura por metalurgia do pó, mas quepossa ser manufaturado de tal forma que apresente algumascaracterísticas desejáveis do aço e do artigo que é feitodo aço, ao mesmo tempo que a manufatura seja vantajosa doponto de vista econômico. Mais especificamente, existe umademanda por um aço que apresente uma excelente resistênciaao desgaste, boa temperabilidade, boa dutilidade emaquinabilidade, dureza adequada e boa resistência aorevenimento, o que torna o aço adequado para artigos dentrodos campos de aplicação mencionados acima.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

É o propósito da invenção prover um artigo de aço quesatisfaça as demandas mencionadas acima. Isto pode serconseguido pelo fato do artigo ser feito em um material deaço formado por aspersão apresentando uma composiçãoquímica em % em peso e uma micro-estrutura, as quais sãodefinidas nas reivindicações anexas.

Além disto, no que diz respeito aos elementos de ligaincluídos no aço, o seguinte se aplica.

Carbono deve estar presente no aço em uma quantidadesuficiente para, nas condições de têmpera e revenimento doaço, formar 8-15% em volume, preferivelmente 10-14,5% emvolume, de carbetos-MC, onde M é substancialmente vanádio,e também estar presente em solução sólida na matrizmartensítica do aço na condição temperada em uma quantidadede 0,1-0,5% em peso, preferivelmente 0,15-0,35% em peso.

Adequadamente a quantidade de carbono dissolvido na matrizdo aço é de cerca de 0,25%. A quantidade total de carbonono aço, isto é, carbono que está dissolvido na matriz doaço mais o carbono na forma de carbetos, deve ser de pelomenos 1,2%, preferivelmente pelo menos 1,3%, sendo que aquantidade máxima de carbono pode chegar a 2,0%,preferivelmente no máximo 1,9%. Adequadamente, aquantidade de carbono é de 1,4-1,8%, nominalmente 1,60-1,70%.

0 artigo de acordo com a invenção é manufaturado poruma técnica que compreende formação por aspersão, na qualgotas de metal fundido são pulverizadas contra um substratoem rotação, sobre o qual as gotas se solidificamrapidamente de maneira a formar um lingote que crescesucessivamente. 0 lingote pode então ser trabalhadosubseqüentemente por forjamento e/ou laminação ao formatodesejado. Os ditos carbetos são formados na solidificaçãodas gotas, e conforme o lingote é formado, os carbetos sãodistribuídos uniformemente no lingote e, por esta razão, noproduto acabado. Devido à taxa controlada desolidificação, que é mais lenta que quando pó metálico éproduzido por atomização de uma corrente de metal fundido eresfriamento rápido das gotas formadas, mas essencialmentemais rápida que na manufatura convencional de lingotes,fundição contínua e/ou refusão ESR, os carbetos têm temposuficiente para crescer a um tamanho que tem se mostradomuito vantajoso no artigo da invenção. Desta forma, oscarbetos-MC, que consistem em carbetos primários, os quaissão de difícil dissolução, são levados a assumir um formatoessencialmente redondo. Carbetos individuais podem sermaiores que 20 μπι na maior extensão do carbeto, e muitoscarbetos podem ser menores que 1 μπι, mas pelo menos 80% emvolume dos carbetos-MC apresentem na maior extensão doscarbetos um tamanho chegando a 1-20 μπι, preferivelmentemaior que 3 μπι. Um tamanho típico sendo 6-8 μπι.

Opcionalmente pode ser adicionado nitrogênio ao açoem conexão com a formação por aspersão em uma quantidademáxima de 0,20%. De acordo com a realização preferida dainvenção, no entanto, nitrogênio não é adicionado ao açointencionalmente, mas está presente mesmo assim como umelemento inevitável em uma quantidade de no máximo 0,15%,normalmente no máximo 0,12%, e neste nível não se constituiem um ingrediente nocivo. Assim uma fração pequena decarbonitretos pode também ser incluída no teor volumétricode carbetos-MC mencionado acima.

Silício está presente como um resíduo da fabricaçãodo aço e está presente normalmente em uma quantidade depelo menos 0,1%, possivelmente pelo menos 0,2%. O silícioaumenta a atividade de carbono no aço e pode, por estarazão, contribuir para que se alcance uma dureza adequadado aço. Se a quantidade for maior, podem ocorrer problemasde fragilização. Além disto, o silício é um forte formadorde ferrita e deve, por esta razão, não estar presente emquantidades que excedam a 1,5%. Preferivelmente, o aço nãocontém mais do que 1,0% de silício, adequadamente no máximo0,65% de silício. Uma quantidade nominal é de 0,35%.

Manganês também está presente como um resíduo damanufatura do aço e captura aquelas quantidades de enxofreque podem estar presente em pequenas quantidades no açopela formação de sulfeto de manganês. O manganês, destaforma, deve estar presente em uma quantidade de pelo menos0,1%, preferivelmente em uma quantidade de pelo menos 0,2%.

O manganês também melhora a temperabilidade, o que éfavorável, mas não deve estar presente em quantidades queexcedam a 2,0% de maneira a evitar problemas defragilização. Preferivelmente, o aço não contém mais doque no máximo 1,0% de Mn. Uma quantidade nominal demanganês é de 0,5%.

Cromo deve estar presente em uma quantidade de pelomenos 4%, preferivelmente em uma quantidade de pelo menos4,2%, adequadamente pelo menos 4,5%, de maneira a dar aoaço uma temperabilidade desejada. 0 termo"temperabilidade" significa a capacidade de prover uma altadureza mais ou menos profunda no artigo que está sendotemperado. A temperabilidade deve ser suficiente para queo artigo seja completamente temperado mesmo que o artigoapresente grandes dimensões, sem o emprego de resfriamentorápido em óleo ou água na operação de têmpera, que poderiacausar alterações de dimensão. A dureza de trabalho, istoé, a dureza do aço após a têmpera e revenimento, deve serde 45-60 HRC. O cromo, no entanto, é um forte formador deferrita. De maneira a evitar ferrita no aço após têmpera apartir de 980 a 1150°C, o teor de cromo não deve exceder a8%, preferivelmente no máximo 6,5%, adequadamente no máximo5,5%. Um teor de cromo adequado é de 5,0%.

Vanádio deve estar presente no aço em uma quantidadede 5,0-8,0% de maneira a, em conjunto com carbono eopcionalmente nitrogênio, formar os ditos carbetos-MC oucarbonitretos na matriz martensitica do aço na condição detemperado e revenido do aço. Preferivelmente, o aço contémpelo menos 6,0% e no máximo 7,8% de V. Uma quantidadeadequada de vanádio é de 6,8-7,6%, nominalmente 7,3%.

Em principio, vanádio pode ser substituído por nióbiopara a formação de carbetos-MC, mas para isto é necessárioduas vezes mais nióbio quando em comparação com vanádio, oque é uma desvantagem. Além disto, nióbio tem por efeito ofato dos carbetos apresentarem um formato mais anguloso eserem maiores que os carbetos de vanádio puro, o que podepropiciar rupturas ou lascas e, desta forma, reduzir atenacidade do material. Isto pode ser particularmentesério no aço da invenção, a composição do qual tendo sidootimizada para o propósito de alcançar uma excelenteresistência ao desgaste em combinação com uma alta dureza eresistência ao revenimento, no que diz respeito àscaracterísticas mecânicas do material. Desta forma, deacordo com um aspecto da invenção, o aço não deve contermais do que no máximo 0,1% de nióbio, preferivelmente nomáximo 0,04% de nióbio. Além disto, de acordo com o mesmoaspecto da invenção, o nióbio pode ser tolerado apenas comouma impureza inevitável na forma de um elemento residualproveniente das matérias primas que são utilizadas emconexão com a manufatura do aço.No entanto, de acordo com uma variante da invenção, oaço pode conter nióbio em uma quantidade de até no máximo1,0%, preferivelmente no máximo 0,5%, adequadamente nomáximo 0,3%. A saber, pode-se assumir que o efeito nocivodo nióbio pode essencialmente ser inibido pela altaquantidade de vanádio do aço. Esta idéia se baseia nopressuposto que carbetos e/ou carbonitretos de nióbio purosdificilmente irão aparecer no aço. É verdade que carbetosde nióbio e/ou carbonitretos de nióbio podem ser formadosinicialmente no aço, mas acredita-se que carbetos devanádio e/ou carbonitretos de vanádio serão formados a umaextensão tal sobre os carbetos de nióbio e/ou carbonitretosde nióbio que o efeito nocivo que seria devido ao formatomais anguloso dos carbetos e/ou carbonitretos de nióbiopuros é essencialmente eliminado. A mesma consideraçãoaplica-se se são formados carbetos-MC na forma de compostosmistos de vanádio, nióbio e carbono, bem como oscorrespondentes carbonitretos, pelo que em ambos os casos aquantidade de nióbio é considerada tão pequena que, deacordo com a dita variante da invenção, o papel negativo donióbio pode ser desprezado.

Molibdênio deve estar presente em uma quantidade depelo menos 0,5%, preferivelmente pelo menos 1,5%, demaneira a dar ao aço uma temperabilidade desejada emcombinação com cromo e a quantidade limitada de manganês.

No entanto, molibdênio é um forte formador de ferrita.Desta forma, o aço não deve conter mais do que 3,5% de Mo,preferivelmente no máximo 2,8%. Nominalmente, o aço contém2,3% de Mo.Em principio, o molibdênio pode ser completamente ouparcialmente substituído por tungstênio, mas para isto énecessário duas vezes mais tungstênio quando em comparaçãocom molibdênio, o que é uma desvantagem. Também o uso dequalquer refugo produzido se tornará mais difícil. Poresta razão, tungstênio não deve estar presente em umaquantidade maior que no máximo 1,0%, preferivelmente nomáximo 0,5%. Mais convenientemente, o aço não deve conterqualquer tungstênio adicionado intencionalmente, que étolerado, de acordo com a realização mais preferida dainvenção, apenas como uma impureza inevitável na forma deum resíduo proveniente das matérias primas que sãoutilizadas em conexão com a manufatura do aço.

Além dos elementos de liga mencionados, o aço nãonecessita, ou não deve necessitar, conter quaisquer outroselementos de liga em quantidades significativas. Algunselementos são definitivamente indesejados, porque podem teruma influência negativa sobre as características do aço.

Isto é verdade, por exemplo, no que diz respeito aofósforo, que deve ser mantido em um nível tão baixo quantopossível, preferivelmente no máximo 0,03%, de maneira a seevitar um efeito desfavorável sobre a tenacidade do aço.

Também o enxofre em muitos aspectos é um elementoindesejado, mas seu efeito negativo, em primeiro lugar,sobre a tenacidade, essencialmente pode ser neutralizadopor meio do manganês, que essencialmente forma sulfetos demanganês inofensivos, pelo que o enxofre pode ser toleradoem uma quantidade máxima de 0,25%, preferivelmente nomáximo 0,15%, de maneira a aumentar a maquinabilidade doaço. Normalmente, no entanto, o aço não contém mais do queno máximo 0,08%, preferivelmente no máximo 0,03%, e maisconvenientemente no máximo 0,02% de S.

Características e aspectos adicionais da invençãoserão evidentes a partir da descrição a seguir deexperimentos realizados e das reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Na descrição a seguir de experimentos realizados, sefará referência aos desenhos anexos, nos quais:

A Fig. 1 é uma fotografia mostrando a micro-estrutura deuma parte de um artigo de acordo com a invenção,

A Fig. 2 mostra a micro-estrutura de uma parte de umartigo de um aço de referência na mesma escala daFig.l,

A Fig. 3 mostra, na forma de um gráfico de barras, adistribuição de tamanho dos carbetos em ummaterial de acordo com a invenção e em ummaterial de referência,

A Fig. 4 mostra um número de curvas de revenimento, asquais ilustram a influência das temperaturas deaustenitização e revenimento sobre a dureza de umaço de acordo com a invenção,

A Fig. 5 mostra um número de curvas de revenimento, asquais ilustram a influência das temperaturas deaustenitização e revenimento sobre a dureza de umaço de acordo com a invenção e dois materiais dereferência examinados,

A Fig. 6 mostra diagramas CCT, os quais ilustram atemperabilidade do aço de acordo com a invenção ede um aço de referência,A Fig. 7 mostra a influência do tratamento térmico e dasdimensões dos artigos sobre a dutilidade dealguns materiais examinados, e

A Fig. 8 ilustra, na forma de um gráfico de barras, asresistências ao desgaste abrasivo de um aço deacordo com a invenção e de um aço de referência.

DESCRIÇÃO DOS TESTES REALIZADOS

Materiais

0 material - aço/artigo - de acordo com a invençãopode apresentar a seguinte composição química nominal em %em peso de acordo com uma realização preferida: 1,60 de C;0,25 de Si; 0,75 de Mn; <0,020 de P; <0,060 de S; 5,00 deCr; 2,30 de Mo; 7,30 de V; <0,005 de Nb; <0, 005 de Ti;<0,30 de Ni; <0,25 de Cu; <0,020 de Al; <0,10 de N, ferrode balanço e outras impurezas além das mencionadas acima.

Os testes realizados objetivam avaliar um material que omais próximo corresponda à composição nominal acima,comparando-se o material com alguns materiais de referênciaque representam o estado da técnica mais próximo.

As composições químicas dos materiais que sãoincluídos na série de testes são dadas na Tabela 1. O açoN0 1 tem a composição de acordo com a invenção. Este açofoi manufaturado de acordo com a assim chamada técnica deformação por aspersão, a qual também é conhecida como ométodo OSPRAY, de acordo com o qual um lingote, que gira emtorno de seu eixo longitudinal, sucessivamente é obtido apartir de um material fundido que está na forma de gotasque são pulverizadas contra a extremidade de crescimento dolingote que é produzido continuamente, as gotas sendolevadas a solidificar comparativamente rápido uma vez quetenham atingido o substrato, no entanto, não tão rápidoquanto quando é produzido pó e não tão lento quanto quandoem conexão com a manufatura convencional de lingotes ou emconexão com usinagem continua. Mais especificamente, asgotas são levadas a solidificar rápido o bastante para queos carbetos-MC cresçam a um tamanho desejado de acordo coma invenção. O lingote formado por aspersão do aço N0 1apresentou uma massa de cerca de 2380 kg. 0 diâmetro dolingote era de cerca de 500 mm. 0 lingote formado poraspersão foi aquecido para uma temperatura de forjamento de1100°C-1150°C e foi forjado para um formato de blanksapresentando uma dimensão final de 0 330, 105 e 76,5 mm,respectivamente.

A Tabela 1 fornece a composição analisada do lingoteformado por aspersão de acordo com a invenção, aço N0 1, ea composição analisada de um aço comercialmente disponível,aço N0 2. 0 aço Nc 3 refere-se à composição nominal do açomencionado por último de acordo com a especificação dofabricante. 0 aço N° 4 define a composição de um outro açocomercialmente disponível. Os aços N0 2, 3 e 4 são açosproduzidos por metalurgia do pó. Além dos elementoscitados na Tabela 1, os aços contêm apenas ferro ou outrasimpurezas inevitáveis além daquelas que são citadas naTabela.<table>table see original document page 13</column></row><table>Nos estudos que serão descritos a seguir, os aços N01 e 2 foram testados com relação a:

• micro-estrutura

• dureza versus temperatura de austenitização erevenimento

• temperabilidade

• dutilidade

• resistência ao desgaste abrasivo

Para efeitos de comparação, em um dos estudos foitambém incluída informação - dureza versus temperatura deaustenitização e revenimento - relativa ao aço N0 4 deacordo com as especificações do fabricante.

Micro-estrutura

A Fig. 1 mostra uma fotografia em microscópioeletrônico de escaneamento da micro-estrutura de uma barraapresentando a dimensão 0 105. mm, feita do aço N0 1. Omaterial foi temperado a partir de Ta = 1050°C/30 min erevenido a 525°C/2x2 h para uma dureza de 56 HRC. A Fig. 2mostra a micro-estrutura do aço N0 2, que apresenta oformato de uma barra com a dimensão 0 75 mm, após têmpera apartir de Ta = 1060°C/60 min + revenimento a 525°C/2x2 hpara uma dureza de 54,5 HRC. Os carbetos primários do tipoMC podem ser observados no material formado por aspersão,Fig. 1, onde M substancialmente consiste em vanádio. Agrande maioria dos carbetos apresentou tamanhos dentro dafaixa de cerca de 1-20 μπι. A distribuição de tamanho, noentanto, foi considerável conforme mostrado pelo gráfico debarras na Fig. 3. A maior parte do volume de carbetosrepresenta assim tamanhos de carbeto entre 2,0 e 10,0 um edentro da faixa onde existe uma clara tendência doscarbetos, isto é, a maior parte dos carbetos com relação aovolume, tipicamente apresentarem um tamanho entre 3,0 e 7,5pm. O volume total de carbetos foi determinado pelo métodode cálculo pontual em um microscópio eletrônico deescaneamento como sendo 13,1% em volume de carbetos-MC noaço N0 1 e como sendo 15,4% em volume no aço N0 2,respectivamente. No aço N0 2, no entanto, a micro-estrutura foi do tipo típica para aços manufaturados pormetalurgia do pó, o que significa que todos os carbetoseram muito pequenos, no máximo com cerca de 3 ym. A grandemaioria dos carbetos apresentou tamanhos dentro da faixa0,5-2,0 μιτι e eram distribuídos uniformemente na matriz doaço independente do tratamento térmico. Isto pode serobservado visualmente pelo estudo da microfotografia, Fig.2, e também é evidente pelo gráfico de barras na Fig. 3. 0gráfico de barras mostra que a grande maioria dos carbetos-MC no aço N0 2 apresentou tamanhos entre 0,5 e 2,0 μπι.

Dureza após tratamento térmico

Os blanks feitos do aço N0 1 apresentaram uma dureza(dureza Brinell) de 190-230 HB, tipicamente de cerca de200-215 HB na condição de recozimento brando, independentedas dimensões do blank. A dureza do aço N0 2 foi algomaior na condição de recozimento brando; cerca de 235 HB.

A influência da temperatura de revenimento sobre adureza do aço N0 1 de dois blanks com diferentes dimensões,0 105 mm e 0 330 mm, após austenitização a diferentestemperaturas entre 1000 e 1150°C é mostrada na Fig. 4. A'dureza mais alta foi alcançada após austenitização a 1150°Ce revenimento a 550°C, 2x2 h. A dureza mais baixa foialcançada após tempera a partir de 1000°C. As curvas nodiagrama da Fig. 4 mostram também que uma dureza detrabalho desejada entre 45 e 60 HRC pode ser alcançada pelaescolha de uma temperatura de revenimento entre 525 e 650°Capós tempera a partir de temperaturas entre 1000 e 1150°C.

A diferença em dureza entre as duas dimensões 0 105 mm e 0330 mm, fica dentro da margem de erro da determinação dedureza.

A Fig. 5 ilustra a diferença em resposta aorevenimento entre os aços N0 1 e N0 4. A curva do aço N0 2é baseada em apenas dois pontos. As curvas no diagramamostram que o aço N0 1 produz uma dureza maior que pelomenos o aço N0 4 após tempera a partir essencialmente dasmesmas temperaturas de austenitização. A resistência aorevenimento do aço N0 1 também foi melhor que a do aço N04. 0 artigo feito do aço N0 1 consistiu em um blank com adimensão 0 105 mm.

Temperabilidade

A dureza dos aços N0 1 e N0 2 versus o temponecessário para resfriar de 800 para 500°C é mostradagraficamente na Fig. 6. A partir deste gráfico pode-seafirmar que a temperabilidade do material formado poraspersão N0 1 foi definitivamente melhor que a do materialmanufaturado por metalurgia do pó N0 2 que apresentava umaquantidade maior de vanádio e carbetos-MC.

Tenacidade

A energia de impacto foi analisada utilizando-seamostras de teste sem entalhe após tempera a partir de1050°C/30 min + 1150°C/10 min para o aço N0 1 e variando-seas temperaturas de revenimento, e após tempera a partir de1060°C/60 min + 540°C/2x2 h e 1180°C/10 min + 550°C/2x2 hpara o aço N0 2 para dimensões variáveis das barras dosdois aços. As amostras de teste foram tomadas do centrodas barras na direção mais critica, isto é, na direçãotransversal. Os resultados são mostrados na Fig. 7, quemostra que a dutilidade é ligeiramente reduzida quando adureza aumenta, mas em geral a dutilidade dos dois aços éigualmente boa. A energia de impacto em todas asdeterminações excedeu a 10 J para todas as amostras deteste na direção transversal, o que satisfaz ao critériopara tenacidade ao impacto aceitável no que diz respeitoaos campos de aplicação pretendidos para o artigo de aço.

Desgaste abrasivo

A resistência ao desgaste foi analisada na forma deum teste pino-a-pino utilizando SiO2 como agente abrasivo.

No que diz respeito às dimensões e às temperaturas detratamento dos materiais analisados o que segue se aplica.

Aço N0 1, 0 105 mm

a) 1050°C/30 min + 600°C/2x2 h; 48,7 HRC

c) 1050°C/30 min + 525°C/2x2 h; 55,9 HRCAço N0 2, 0 75 mm

b) 1060°C/60 min + 540°C/2x2 h; 54,7 HRC

d) 1180°C/10 min + 550°C/2x2 h; 58,7 HRC

Os resultados são mostrados no gráfico de barras naFig. 8. Este gráfico ilustra que os materiais N0 1 deacordo com a invenção, as barras a e c, apesar de umadureza mais baixa e uma quantidade em volume total decarbetos menor, exibiram uma resistência ao desgaste que'foi tão boa quanto a dos materiais de comparação N0 2, asbarras b e d.DISCUSSÃO

Os experimentos descritos mostram que com o aço deacordo com a invenção podem ser feitos artigos apresentandouma alta resistência ao desgaste, a qual pode ser atribuídaem primeiro lugar à quantidade de carbetos-MC do materialcom uma quantidade suficiente em um tamanho adequado. Umoutro fator importante é a temperabilidade do aço, que émuito boa e melhor que a dos aços de comparação. Durezaentre 45 e 60 HRC adaptada à utilização pretendida domaterial pode ser alcançada pela escolha da temperatura deaustenitização e/ou revenimento ao mesmo tempo que umaexcelente resistência ao desgaste é mantida. A invençãopermite assim uma flexibilidade pronunciada no que dizrespeito à adaptabilidade da utilidade do aço paradiferentes aplicações, pela escolha de um tratamentotérmico adequado. Um outro fator importante para aexeqüibilidade do aço é sua manufatura, que é baseada natécnica de formação por aspersão, a qual é essencialmentemais econômica que a manufatura por metalurgia do pó.

Deve ser entendido também que o artigo de acordo coma invenção pode apresentar qualquer formato concebível,incluindo lingotes formados por aspersão, blanks na forma,por exemplo, de placas, barras, blocos, ou semelhantes, quenormalmente são disponibilizados pelo fabricante de aço nacondição de recozimento brando com uma dureza de 190-230HB, tipicamente de cerca de 200-215 HB, para o consumidorpara maquinagem ao formato final do produto, bem como oproduto final que foi temperado e revenido à durezapretendida para a aplicação em questão. Dependendo dadureza desejada para a aplicação pretendida, os seguintestratamentos térmicos podem ser adequados:

. para tenacidade máxima: 1050°C/30 min + 590°C/2x2

h, o que produz cerca de 50 HRC.. para combinação ótima de tenacidade e resistênciaao desgaste: 1120°C/15 min + 540°C/2x2 h, o que

produz cerca de 56 HRC.• para resistência ao desgaste máxima: 1150°C/10 min+ 540°C/2x2 h, o que produz cerca de 60 HRC.Os experimentos mostraram assim que o material deacordo com a invenção apresenta um número decaracterísticas favoráveis quando em comparação com os

materiais de referência:

. maior dureza após um tratamento térmicocomparável.

melhor resistência ao desgaste.

. pelo menos uma resistência ao desgaste igualmenteboa.

• melhor temperabilidade.

• tenacidade comparável na direção mais crítica; adireção transversal.

• custos de produção mais baixos.

Claims

1. Artigo cie aço consistindo em uma liga que contémem % em peso:-1,2-2,0 de C-0,1-1,5 de Si-0,1-2,0 de Mnno máximo 0,2 de Nno máximo 0,25 de S-4-8 de Cr-0,5-3,5 de (Mo+W/2)-5-8 de Vcomo balanço essencialmente apenas ferro e impurezasinevitáveis, e apresentando uma micro-estrutura contendocarbetos essencialmente apenas do tipo MC, caracterizadopelo fato do aço apresentar uma micro-estrutura obtenivelpor uma manufatura do aço que compreende formação poraspersão de um lingote, e da quantidade dos ditos carbetosMC ser de 8-15% em volume, onde M substancialmente consisteem vanádio, e de pelo menos 80% em volume dos ditoscarbetos apresentarem um formato substancialmentearredondado e um tamanho em sua extensão maior atingindo 1-20 um.

2. Artigo de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pel o fato de consistir de uma liga contendoem % em peso:-1,2-2,0 de C-0,1-1,5 de Si-0,1-2,0 de Mn-no máximo 0,2 de Nno máximo 0,2 5 de S-4-8 de Cr-0,5-3,5 de (Mo+W/2)-5-8 de Vno máximo 1,0 de Nbcomo balanço essencialmente apenas ferro e impurezasinevitáveis.

3. Artigo de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de conter no máximo 0,5 de Nb.

4. Artigo de acordo com a reivindicação 3,caracterizado pel o fato de conter no máximo 0,3 de Nb.

5. Artigo de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de conter no máximo 0,1 de Nb.

6.- Artigo de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato não conter qualquer nióbioadicionado intencionalmente.

7. Artigo de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da micro-estrutura conter de 10--14,5% em volume de carbetos-MC, dos quais a maior parte emrelação ao volume apresenta um tamanho na maior extensãodos carbetos maior que 3,0 μπ\ e no máximo 10 pm.

8. Artigo de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato de após têmpera e revenimentoapresentar uma dureza de 45-60 HRC.

9. Artigo de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato da matriz martensitica do aço apóstêmpera e revenimento conter 0,1-0,5% em peso de C emsolução sólida.

10. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-9, caracterizado pelo fato da quantidadetotal de C no aço ser de pelo menos 1,3%, preferivelmentepelo menos 1,4%.

11. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-10, caracterizado pelo fato da quantidadetotal de C no aço ser no máximo 1,9%, pref erivelmente nomáximo 1,8%.

12. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-11, caracterizado pelo fato do aço conter-0,1-1,0 de Si, preferivelmente no máximo 0,65% de Si.

13. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-12, caracterizado pelo fato do aço conter-0,2-1,5 de Mn.

14. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-13, caracterizado pelo fato do aço conterpelo menos 4,2% de Cr.

15. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-14, caracterizado pelo fato do aço conterno máximo 6,5% de Cr.

16. Artigo de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato do aço conter 4,5-5,5% de Cr.

17. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-15, caracterizado pelo fato do aço conterpelo menos 6,0% de V.

18. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-17, caracterizado pelo fato do aço conterno máximo 7,8% de V.

19. Artigo de acordo com as reivindicações 17 e 18,caracterizado pelo fato do aço conter 6,8-7,6% de V.

20. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-19, caracterizado pelo fato do aço nãoconter mais do que no máximo 0,04 de Nb.

21. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-20, caracterizado pelo fato do aço conterpelo menos 1,5% de Mo.

22. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-21, caracterizado pelo fato do aço conter-1,8-2,8% de Mo.

23. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-22, caracterizado pelo fato do aço nãoconter mais do que no máximo 1,0% de W, preferivelmente nomáximo 0,5% de W.

24. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1-23, caracterizado pelo fato do aço nãoconter mais do que no máximo 0,15 de S, preferivelmente nomáximo 0,08 de S.

25. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 8-24, caracterizado pelo fato de apóstêmpera a partir de uma temperatura de austenitização nafaixa de 1000-1150°C e revenimento a uma temperatura nafaixa entre 590-640°C, 2x2 h, apresentar uma dureza de 48-53 HRC.

26. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 8-24, caracterizado pelo fato de apóstêmpera a partir de uma temperatura de austenitização nafaixa de 1000-1150°C e revenimento a uma temperatura nafaixa entre 540-610°C, 2x2 h, apresentar uma dureza de 54-58 HRC.

27. Artigo de acordo com qualquer uma dasreivindicações 8-24, caracterizado pelo fato de apóstêmpera a partir de uma temperatura de austenitização nafaixa de 1050-1150°C e revenimento a uma temperatura nafaixa entre 540-580°C, 2x2 h, apresentar uma dureza de 58-60 HRC.