BRPI0706849A2

BRPI0706849A2 - processo de fabricação de uma válvula monobloco de motor a explosão e válvula monobloco de motor à explosão

Info

Publication number: BRPI0706849A2
Application number: BRPI0706849-2A
Authority: BR
Inventors: Jacques Montagnon
Original assignee: Aubert & Duval Sa
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2011-04-12
Also published as: TWI403595B; EP1979583A1; JP5296554B2; TW200745350A; ATE515626T1; EP1979583B1; JP2009524740A; US9181824B2; US20090301615A1; FR2896514B1; PL1979583T3; AR059191A1; WO2007085720A1; ES2367452T3; FR2896514A1

Abstract

PROCESSO DE FABRICAçãO DE UMA VáLVULA MONOBLOCO DE MOTOR A EXPLOSãO E VáLVULA MONOBLOCO DE MOTOR à EXPLOSãO A presente invenção refere-se a um processo de fabricação de uma válvula monobloco de motor a explosão, caracterizado pelo fato de: - se elaborar e se fundir um aço de composição, em porcentagens ponderais 0,45% <242> 0,55%; 12% <242> Cr 18%; 1% <242> Si <242> 2,5%; traços <242> Mn <242> 2%; 0,2% <242> V <242> 0,5%; traços <242> Mo <242> 0,5% ; 0,05% ,<242> N<242> 0,15%, com 0,55% <242> + N <242> 0,70%; traços<242> NI <242>1%; traços <242> Cu<242> 0,25%, ou Ou <242> O,5 NI se Cu > 0,25%; traços <242> 1%; traços <242> W <242> 0,2%; traços<242> Nb 0,15%; traços <242> AI<242> 0,025%; traços<242> Ti <242> 0,010%; traços<242> S <242> 0,030%; traços <242> P <242> 0,040%; traços <242> B<242> 0,0050%; sendo o resto ferro e impurezas resultantes da elaboração; esse aço é transformado termomecanicamente a quente, por exemplo por laminagem e/ou forjamento entre 1.000 e 1.200 <198> C; opcionalmente realiza-se rerecozimento de amaciamento, entre 650 e 90000 durante 2 a 8 h seguido de um resfriamento ao ar ou no forno; e realizam-se o ou os tratamentos térmicos ou termomecânicos finais que vão conferir à válvula sua forma e /ou suas propriedades definitivas, que compreende uma modelagem a quente par forjamento ou extrusão, terminando a fabricação por uma têmpera superficial localizada, tal como uma têmpera HF, uma têmpera plasma ou um choque a laser, executada em certas partes da válvula. Válvula monobloco de motor a explosão, obtida por esse processo.

Description

"PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMA VÁLVULA MONOBLOCO DEMOTOR A EXPLOSÃO E VÁLVULA MONOBLOCO DE MOTOR ÀEXPLOSÃO"

Campo da Invenção

A presente invenção se refere ao campo da siderurgia. Maisprecisamente, ela trata da fabricação de válvulas de motor a explosão.

Antecedentes da Invenção

Uma aplicação privilegiada da presente invenção é a fabricaçãode válvulas de admissão de motores a diesel chamados "EGR" (exhaust gasesrecyling) nos quais essas válvulas são postas em contato com gases decombustão re-injetados na admissão para assegurar sua completa combustãoe a diminuição da quantidade de descargas poluentes.

Durante seu uso, essas válvulas podem atingir localmentetemperaturas de 400 a 500°C e estão submetidas a solicitações mecânicaselevadas em um ambiente corrosivo. Além disso , os condensados que sedepositam nas válvulas durante a parada prolongada desse tipo de motor sãotambém muito agressivos.

Nessas condições agressivas, os graus de aço carbono, de açosde pouca liga e de aços com ligas de cromo e de silício habitualmenteutilizados para fabricar válvulas possuem uma resistência insuficiente àcorrosão.

Os aços austeníticos com muita liga oferecem uma resistênciamuito boa à corrosão nessas condições, mas seu custo de material énitidamente mais elevado.

Além disso, esses aços austeníticos não podem ser endurecidospor tempera. Ora, o suporte da sede da válvula e a extremidade de sua hastedevem apresentar durezas elevadas e boa resistência à abrasão. Geralmente,as válvulas de aço austenítico são geralmente constituídas de dois a trêscomponentes, que são:

- o suporte da sede de válvula, realizado em uma liga de durezaelevada e resistente à corrosão, depositada por revestimento,

- a extremidade mais fria da haste, realizada em um açomartensítico capaz de durezas elevadas por têmpera.

Em todos os casos, isso aumenta o custo da válvula.

Além disso, a resistência elevada à fluidez dos aços austeníticosnão é útil em temperaturas inferiores ou iguais a 500°C. E finalmente, a menorcondutividade térmica dos aços austeníticos é mais desfavorável do quefavorável em operação.

O uso dos aços austeníticos constitui, portanto, uma"sobrequalidade" em certos aspectos, e apresenta também algunsinconvenientes técnicos. E o custo elevado da implementação dessa solução atorna globalmente insatisfatória no plano industrial.

Existe, portanto, uma necessidade de dispor de um processo quepermita fabricar válvulas de admissão de motores diesel EGR, compropriedades mecânicas elevadas quando em operação e uma elevadaresistência à corrosão, conservando, ao mesmo tempo, um custo de fabricaçãobaixo, em particular porque seria possível realizar essa válvula em forma deuma única peça maciça.

Descrição Resumida da Invenção

Para esse fim, a presente invenção tem por objeto um processode fabricação de uma válvula monobloco de motor a explosão, caracterizadapelo fato de:

- se elaborar e de se fundir um aço de composição, emporcentagens ponderais:

- 0,45% < C < 0,55%

- 12% < Cr < 18%3

-1% < Si < 2,5%

-traços < Mn < 2%

-0,2% < V < 0,5%

-traços < Mo < 0,5%

-0,05% < N < 0,15%, com 0,55% < C + N < 0,70%

-traços < Ni < 1%

-traços < Cu < 0,25%, ou Cu < 0,5 Ni se Cu > 0,25%

-traços < Co < 1 %

-traços < W < 0,2%

-traços < Nb < 0,15%

-traços < Al < 0,025%

-traços < Ti < 0,010%

-traços < S < 0,030%

-traços < P < 0,040%

- traços < B < 0,0050%sendo o resto ferro e impurezas resultantes da elaboração;

-o aço é transformado termomecanicamente a quente, porexemplo, por Iaminagem e/ou forjamento entre 1000 e 1200°C;

-opcionalmente, realiza-se um rerecozimento de amaciamento,entre 650 e 900°C durante 2 à 8 h, seguido de um resfriamento ao ar ou noforno;

-e realizam-se o ou os tratamentos térmicos ou termomecânicosfinais que vão conferir à válvula sua forma e/ou suas propriedades definitivas,que compreendem uma moldagem a quente por forjamento ou extrusão,terminando a fabricação por uma têmpera superficial localizada, tal como umatêmpera HF, uma têmpera plasma ou um choque a laser, executada em certaspartes da válvula.

De preferência 14% < Cr < 16%.De preferência 1% < Si < 2%.

De preferência 0,05% < N < 0,12%.

De preferência, traços < Mn < 1%.

De preferência Si% / Mn% > 1.

De preferência 0,2% < Mo < 0,5%.

De preferência, traços < Ni < 0,5%.

De preferência, traços < Al < 0,015%.

De preferência, traços < S < 0,003%.

De preferência, traços < P < 0,010%.

De preferência, traços < B < 0,0020%.

Os referidos tratamentos térmicos ou termomecânicos finaispodem compreender uma têmpera seguida de um revenimento.

Os referidos tratamentos térmicos ou termomecânicos finaispodem compreender um rerecozimento seguido de uma usinagem.

As partes da válvula tratadas pela têmpera superficial localizadapodem ser a extremidade da haste e/ou o suporte da sede.

A presente invenção tem igualmente por objeto uma válvulamonobloco de motor a explosão, caracterizada pelo fato dela ser fabricada peloprocesso acima.

Como se pôde ver, a presente invenção repousa primeiramenteem um equilíbrio preciso da composição de um aço inoxidável. Ele permiteconferir à peça fabricada uma estrutura martensítica e propriedades mecânicasfavoráveis após os tratamentos termomecânicos adequados, bem como umaresistência à corrosão próxima à dos aços inoxidáveis austeníticos. Elarepousa a seguir em tratamentos térmicos e mecânicos que conferem à válvuladuas propriedades notáveis, e em particular uma têmpera superficial localizada,por exemplo (mas não exclusivamente) uma têmpera HF, de suas partes maissolicitadas que termina a fabricação.Breve Descrição dos Desenhos

A presente invenção será mais bem compreendida com adescrição a seguir, dada em relação às figuras, nas quais:

- a Figura 1 mostra o diagrama de fases de um exemplo de açoutilizável na presente invenção, em função de seu teor de Si;

- a Figura 2 mostra as propriedades mecânicas em função datemperatura de um exemplo de aço utilizável na presente invenção;

- a Figura 3 mostra as propriedades mecânicas em função datemperatura de um exemplo de aço de referência, não de acordo com apresente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

O aço utilizado deve atender a diferentes critérios próprios ao usoconsiderado, ou seja, a fabricação de válvulas monobloco para motores aexplosão.

O volume de metal na haste e na cabeça de válvula deveapresentar uma dureza e uma resistência à abrasão não muito elevadasconsiderando a variedade de acabamento das peças (usinagem, retificação,polimento, etc) e uma ductilidade suficiente.

Em compensação, o suporte da sede de válvula e a extremidadeda haste devem oferecer uma dureza e uma resistência à abrasão muitoelevadas: por isso, o aço deve responder a um tratamento de superfícieespecífico, ou seja, uma têmpera superficial localizada. E ssa têmperasuperficial localizada é, mais classicamente, realizada por um processodenominado "têmpera sob alta freqüência", ou têmpera HF. Essa operaçãoconsiste em reaquecer intensamente somente as áreas de interesse por meiode um sistema indutivo, durante por um breve período de tempo. A superfíciedas válvulas de aço martensítico, localmente re-austenizada por esse "flash"térmico, é submetida em seguida a uma têmpera martensítica drástica devidoao fato da pequena espessura superficial reaquecida ser rapidamente resfriadapor condução pelo substrato subjacente que permaneceu frio. Nessascondições, as superfícies tratadas por têmpera HF1 e cuja estrutura émartensítica, atingem facilmente durezas de 55 a 60 HRC1 que são as exigidaspara a aplicação considerada. A dureza média desejada para exigências deresistência ao desgaste é mais geralmente da ordem de 58 HRC.

Pode-se atingir um resultado comparável com outros processosde tratamento de superfície que consistem, como a têmpera HF1 em umatêmpera s uperficial Io calizada da peça, tais como a t êmpera pl asma ou ochoque a laser (também chamado "laser peening").

Além desses diferentes critérios ligados ao uso da válvula, o açoutilizado na presente invenção deve também atender a diversas exigênciasligadas à fabricação da válvula. De fato, a fabricação das válvulas é feitageralmente em duas fases principais, que são acompanhadas cada uma defortes exigências quanto às propriedades e o comportamento do metal.

O metalurgista vai primeiramente elaborar, fundir e modelar aquente um aço de composição dada que ele vai a seguir entregar ao fabricantede válvulas em forma de barras.

Esse fabricante procede ao cisalhamento dessas barras,operação também chamada billeting, e procede a seguir à moldagem dasválvulas, tipicamente por forjamento ou extrusão.

Uma primeira exigência é que o aço utilizado na presenteinvenção tenha um custo de material moderado.

Para o metalurgista, um custo de material baixo implica, emprimeiro lugar, a ausência de adições consideráveis de elementos onerosos,tais como níquel, o molibdênio, o tungstênio etc. e, em segundo lugar, no usode matérias primas de baixo custo, comumente disponíveis no mercado, e quenão requerem uma seleção rigorosa. Esse último ponto implica por sua vez queo aço procurado possa aceitar os elementos residuais inevitáveis e em teoresvariáveis (níquel, cobre, vanádio, molibdênio etc.) que são encontrados nassucatas de reciclagem usais.

Durante a elaboração do aço, o metalurgista deve poder utilizarinstalações de alto rendimento (fornos elétricos clássicos, fundição contínua) eprocessos de elaboração simples e confiáveis. Em primeiro lugar, quando a via"lingote" é utilizada pelo elaborador, o aço deve ser suficientemente poucotemperado de modo a evitar os fenômenos de "fenda" dos lingotes (fissuraçõessuperficiais durante o resfriamento), que são freqüentemente uma fonte derefugos.

Para o transformador de semi-produtos (o laminador, ou o ferreiro,por exemplo), o aço deve idealmente fornecer boas propriedades demaleabilidade em alta temperatura e a ausência de sensibilidade à formaçãode rachaduras a quente. Aqui também a baixa temperabilidade do aço constituiuma vantagem total quando a gama de transformação compreende váriasetapas intermediárias de Iaminagem ou de forjamento. De fato, uma baixatemperabilidade limita os riscos de fenda dos semi-produtos intermediários,favorecendo um amaciamento do aço por um mecanismo de auto-recozimentodurante retornos à temperatura normal.

As exigências que devem ser a seguir respeitadas pelo fabricantede válvulas são múltiplas e geralmente inevitáveis, visto que as linhas defabricação são geralmente integradas e automatizadas.

O fabricante procede então em um primeiro momento aocisalhamento das barras e realiza a seguir a operação propriamente dita demoldagem das válvulas a quente, seja por forjamento, seja por extrusão.

A primeira operação de cisalhamento pressupõe que o metal nãoseja frágil, que sua dureza seja pouco elevada e que ele ofereça umcomportamento pouco abrasivo para as ferramentas de cisalhamento. Emparticular, os carbonetos grosseiros no aço que vai ser cisalhado são fonte dedeterioração do gume das cisalhas, e devem, portanto, ser evitados.

Na segunda operação principal de transformação a quente daspeças brutas em válvula, o metal deve atender aos critérios indicados a seguir.

Como as operações de transformação são geralmente realizadasnas temperaturas mais elevadas possíveis (1150 à 1200°C), o metal deveoferecer boa maleabilidade nessas temperaturas.

Além disso, como a haste da válvula é geralmente poucodeformada durante essa operação, sua estrutura depende amplamente daestrutura da barra inicial, e principalmente de sua evolução durante o ciclo dereaquecimento antes da moldagem da válvula. A estrutura do aço deve,portanto, apresentar grande estabilidade aos aquecimentos em temperaturaselevadas (1150-1200°C).

Após a moldagem, o fabricante procede ao tratamento térmico eao acabamento da válvula. O aço deve então respondem aos tratamentostérmicos aplicados de modo a atender ao caderno de especificações técnicasdo usuário.

Os aços inoxidáveis martensíticos conhecidos no estado datécnica podem ser classificados em duas categorias, sendo a primeiraconstituída de aços com baixo teor de carbono, e a segunda de aços comteores elevado de carbono (até aproximadamente 1%).

Os aços martensíticos com baixo teor de carbono podem contertipicamente até 17% de cromo e oferecer boa resistência à corrosão, que sejacompatível com a aplicação considerada para pres ente invenção. Todavia,esses aços são muito temperados, sensíveis a fendas e respondem dificilmenteaos tratamentos de recozimento que visam abaixar a dureza. Além disso, comoeles só contêm pouco carbono, sua dureza máxima em tempera não atinge osníveis exigidos, enquanto seu baixo teor de carbonetos é uma limitação à suaresistência à abrasão.

Os aços martensíveis inoxidáveis com teores elevados decarbono conhecidos no estado da técnica oferecem boa resistência à abrasão,tanto melhor à medida que a taxa de carbonetos aumenta, e níveis de durezano estado bruto de têmpera HF que aumentam regularmente com o teor decarbono De modo geral, os aços com liga com carbono têm sua durezaaumentada com o teor de carbono. Um teor mínimo de carbono de 0,45% énecessário para conferir uma dureza mínima de 58 HRC ao aço bruto detêmpera.

Existem no estado da técnica diversos aços que contêm até 17%de cromo e mais de 0,45% de carbono que atendem a vários critérios docaderno de especificações técnicas definido anteriormente. Mas nenhumatende inteiramente a esse caderno. Por exemplo, os que contêm mais de0,5% de carbono têm sua resistência à corrosão muito sensivelmentediminuída, pois o cromo, que é o elemento necessário à resistência à corrosão,é "fixado" em grande proporção pelos carbonetos de cromo (Fe, Cr)7 C3 ou (Fe,0)23 CQ. O cromo assim consumido pelos carbonetos é "retirado" na matrizpróxima cuja resistência à corrosão fica assim fortemente abaixada. Alémdisso, quanto mais o teor aumenta, mais esses aços se tornam frágeis noestado tratado, e mesmo no estado amaciado.

Por outro lado, uma parte predominante desses aços carbonetoscontém proporções variáveis de elementos que formam carbonetos, tais comoo molibdênio, o tungstênio, o nióbio. Eles fazem o aporte de uma quantidadeadicional de matéria inútil na aplicação considerada.

Finalmente, salvo um caso particular, a temperabilidade dos açosinoxidáveis martensíticos do estado da técnica não é apropriada à gama e àslinhas de fabricação das válvulas. Geralmente, os aços muito carregados decromo e que contêm aproximadamente 0,5% ou mais de carbono oferecemuma temperabilidade elevada e não necessária, ou mesmo indesejada, poisisso implica em adicionar ciclos de recozimento na gama de fabricação. Assim,o aço X85CrMoV 18-2, utilizado para válvulas de admissão muito solicitadas eque exigem resistência a quente elevadas, contêm muito (2 a 3%) demolibdênio, que é um elemento caro. Ele ser caracteriza por fortetemperabilidade que dá origem a fortes tensões de origem termomecânica ouque provêm da transformação martensítica, e a refugos durante a fabricaçãodos produtos intermediários pelo aceiro e o transformador (ferreiro oulaminador).

A presente invenção repousa em particular na adição ao simplessistema Ferro-Cromo-Carbono de vanádio e de dois elementos de baixíssimocusto, o silício e o nitrogênio, nas seguintes proporções (as porcentagens sãoporcentagens em peso):

C: 0,45 a 0,55%

Cr: 12 a 8%, de preferência 14 a 16%Si: 1 a 2,5%, de preferência 1 a 2%

Mn: traços a 2%, de preferência traços a 1%, de preferência com

Si%/Mn% > 1

V: 0,2 a 0,5%

Mo: traços a 0,5%, de preferência 0,2 a 0,5%

N: 0,05 a 0,15%, com C+N compreendido entre 0,55 e 0,70%

Ni: traços a 1%, de preferência traços a 0,5%

Cu: traços a 0,25%, ou Cu < 0,5 χ Ni se Cu > 0,25%

Co: traços a 1 %

W: traços a 0,2%

Nb: traços a 0,15%

Traços < Al < 0,025%, de preferência < 0,015%Traços < Ti < 0,010%Traços < S < 0,030%, de preferência < 0,003%

Traços < P < 0,040%, de preferência < 0,010%

Traços < B < 0,0050%, de preferência < 0,0020%

Ferro e impurezas resultantes da elaboração: complementando a 100%.

A adição de silício desempenha um papel primordial para atingir eajustar todas as propriedades e comportamentos que se exige do aço. Emparticular, o silício controla a temperabilidade da estrutura.

Habitualmente, os aços inoxidáveis martensíticos sãoclassificados na categoria dos aços "auto-temperados", ou seja, atransformação martensítica de sua estrutura é muito facilmente obtida duranteum resfriamento a partir de uma temperatura situada em seu domínio deaustenização. De fato, para teores moderados de carbono, a austenita dessesaços, formada em alta temperatura, pode ser formada até baixas temperaturas,por exemplo 250° C, sem que ela seja sede de uma transmissão qualquer: elaestá em um estado metastável. Continuando-se o resfriamento, a austenita setransforma de forma bastante brusca em martensita, a partir de umatemperatura Ms, característica de cada aço.

Nos aços chamados "auto-temperados", a meta-estabilidade daestrutura austenítica é muito acentuada, mesmo em casos de baixasvelocidades de resfriamento. Assim, com os aços inoxidáveis martensíticos dosistema Fe-Cr com teores baixos ou moderados de carbono, é possível obteruma plena transformação martensítica no núcleo de produtos de grande seção,mesmo em casos de resfriamentos lentos, por exemplo, com ar calmo. Issonão é possível nos aços com carbono do sistema Fe-C, pois a precipitação docarboneto Fp3C é muito rápida e se produz, portanto, facilmente duranteresfriamentos efetuados a partir do domínio austenítico. Diz-se então queocorre a decomposição perlítica da austenita.Se ela não ocorre nos aços inoxidáveis martensíticos é porque ocarboneto Fe3C não é o carboneto de equilíbrio termodinâmico. O carboneto deequilíbrio dos aços inoxidáveis martensíticos do sistema Fe-Cr-C é o carboneto(Fei Cr)23 CQ1 e sua cinética de precipitação é nitidamente mais lenta que a docarboneto FesC.

Um forte poder de têmpera é interessante no estágio dos produtosacabados, quando se procura obter propriedades mecânicas elevadas portratamento térmico do aço, mas é geralmente fonte de múltiplos problemas aolongo da gama de fabricação dos produtos. Pode-se citar as fendas doslingotes e semi-produtos, os problemas de fragilidade e de dureza excessivas,a necessidade de adicionar ciclos de rerecozimento na gama para diminuir adureza do metal etc.

Tudo isso é oneroso em termos de refugos, precauções, ecomplicação da gama de fabricação, razões pelas quais uma baixatemperabilidade do aço é preferida no estágio das fabricações.

As composições de aço utilizadas na presente invenção, que sãotípicas dos aços martensíticos inoxidáveis do sistema Fe-Cr-C, oferecem,todavia uma temperabilidade relativamente moderada, apenas adaptada aprodutos adaptados de pequenas dimensões, tais como as válvulas para motora explosão. É a adição de um teor de silício superior a 1% que lhes confereessas propriedades. Os inventores constataram que o silício provoca aprecipitação estável do carboneto (Fe, Cr)7Cs em um amplo domínio datemperatura de austenização quando seu teor for superior a 1%, como ilustra aFigura 1: um par pseudo-binário, em função do teor de silício, do diagrama defases de uma composição de aço de acordo a presente invenção. Os principaiselementos são C = 0,55%; Mn = 0,5%; Cr = 15,5%; Mo = 0,3%; V = 0,3%; N =0,1%. Esse diagrama é uma modelagem realizada por meio do programaThermocalc e da base de dados TCFE, que são de uso comum em metalurgia.Nesse diagrama:

- o limite identificado por (1) corresponde à temperatura chamadaAe3 corresponde ao equilíbrio entre o domínio da austenita γ e o domínio emque coexistem a austenita Yea ferrita a;

- o limite identificado por (4) corresponde à temperatura deaparecimento do nitreto de vanádio VN durante o resfriamento;

- os limites identificados por (5) correspondem ao aparecimentodo carboneto (Fe1 Cr)7C3 na austenita;

- o limite identificado por (6) corresponde à temperatura chamadaAe1 que corresponde ao equilíbrio entre o domínio em que coexistem aaustenita Yea ferrita α e o domínio de a ferrita a;

- o limite identificado por (7) corresponde ao solvus do carboneto(Fe,Cr)23C6, que se tornou o carboneto estável, em substituição ao carboneto(FeiCr)7Cs, abaixo do limite (5) inferior;

- o limite identificado por (8), entre os limites (1) e (6), é o solvusdo nitreto Cr2N.

No plano experimental, foram elaboradas e depois forjadas asduas composições indicadas a seguir, uma de referência (não de acordo com apresente invenção) com baixo teor de silício (A)1 a outra (B) representativa dosaços utilizados na presente invenção, com teor elevado de silício e pelo menosmuito próxima da anterior nos outros elementos. Essas duas composiçõesestão situadas no diagrama da Figura 1, e estão descritas na tabela 1.<table>table see original document page 15</column></row><table>Deve-se notar em particular que as duas fundições testadaspossuem um teor de C+N de 0,67%, próximo do limite máximo da presenteinvenção (0,70%).

Os produtos foram forjados a 1.180 °C por meio de um pilão após5 um forjamento prolongado a 1.180 °C. O ciclo de amaciamento aplicado àsbarras forjadas foi o seguinte:

- manutenção isotérmica de 8h a 775 °C;

- e resfriamento lento em forno (menos de 40°/h) até 550 °C.

Após forjamento e aplicação do tratamento térmico inicial do tiporerecozimento de amaciamento, essas duas composições foram testadas emdilatometria, de modo a definir seus diagramas de transformações metalúrgicasde resfriamento contínuo a partir de uma temperatura de 1.050 °C, situada emseu domínio de austenização.

A taxa de transformação martensítica ou bainítica da composiçãoA é sempre muito elevada para todas as velocidades de resfriamento impostas,que correspondem a resfriamentos por ar do núcleo de barras de diâmetroscompreendidos entre 25 e 200 mm. Esse material será, portanto, sensível àformação de fendas nos diversos estágios de sua moldagem.

Em compensação, a composição B enriquecida com silício deacordo com a presente invenção se transforma rapidamente em altatemperatura (entre 700 e 800°C), através de uma decomposição da austenitaem ferrita, carbonetos e nitretos. Em dilatometria, a decomposição da austenitadesse aço rico em silício se assemelha muito á transformação clássica dosaços carbonos. Para essa composição B utilizável na presente invenção, a taxaresidual de transformação martensítica é negligenciável para todas asvelocidades de resfriamento que correspondem a um resfriamento ao ar nonúcleo de barras de diâmetros superiores ou iguais a 50 mm, e permanecelimitada no núcleo até o diâmetro de 25 mm.O risco de aparecimento de fendas nos produtos é, port anto,muito pequeno durante todo o ciclo da fabricação das válvulas.

Além disso, a plena transformação martensítica da composição Bda presente invenção é possível mediante aplicação de uma grande velocidadede resfriamento. Após colocação em solução a 1.050 0C e têmpera em óleo deamostras de 20 mm de diâmetro, a estrutura do aço B é martensítica e ofereceuma dureza de 58 HRC. Ela é, ainda, notavelmente mais fina e homogêneaque a do aço A. Pode-se ver na Figura 1 que no momento da têmpera, são oscarbonetos (Fe, Cr)7C3 que estão presentes no aço B, ao passo que são oscarbonetos (Fe1Cr^C6 que estão presentes no aço A.

As propriedades reivindicadas para as composições de açoutilizadas na presente invenção são obtidas graças ao equilíbrio preciso doselementos de liga.

O carbono é o elemento essencial para conferir sua dureza àmartensita, ou eventualmente à bainita, formada(s) na têmpera. Seu teormínimo deve ser de 0,45 para atingir uma dureza de 58 HRC após tratamentotérmico, e também para atingir uma estrutura metalúrgica isenta de ferrita delta.

Seu teor máximo está limitado a 0,55%. Acima dessaporcentagem, o carbono forma uma quantidade muito grande de carbonetos decromo, fragilizante e inútil para a aplicação, e mesmo nociva no caso decarbonetos maciços provenientes da solidificação dos lingotes, ao passo que afração de cromo livre na matriz se torna muito fraca para que ela apresente aresistência necessária à oxidação.

O silício é um elemento de adição principal da presente invenção.De modo a atingir a baixa temperabilidade desejada, seu teor deve ser superiora 1%, de preferência superior a 1,4%. Ele está limitado no máximo a 2,5%, demodo a conservar uma estrutura sem ferrita estável. O silício oferece umasegunda ação muito favorável para o emprego do aço reforçando suaresistência à oxidação e à corrosão pelo enxofre: ele completa a ação docromo. Constitui também um elemento de desoxidação eficaz e pouco oneroso.Todavia, o silício abaixa a temperatura de início de fusão do aço, o que tem porconseqüência reduzir o campo de forjamento.

Preferencialmente, o teor máximo de silício será limitado a 2%quando se deseja a melhor maleabilidade em alta temperatura, ou seja, até1.200 °C.

O cromo é um elemento essencial do aço utilizado na presenteinvenção e permite sua proteção da válvula de admissão do ambiente. Essesambientes, nos motores a diesel com re-injeção de gases de escapamento, sãoconstituídos em funcionamento de gases quentes oxidantes, e eventualmentesulfurantes, de acordo com o teor de enxofre no combustível. Os condensadosdesses gases também são corrosivos. O óxido de cromo que se forma nasuperfície do aço só é realmente contínuo e protetor para um teor mínimomédio na matriz do aço de 12%. Considera-se, portanto, que esse valor é oteor mínimo de cromo de acordo com a presente invenção. Levando-se emconta o fato de que o carbono presente no aço fixa uma fração do cromo, e queessa fração não está, portanto, mais disponível para a formação do filme deóxido, o teor mínimo de cromo na composição é, todavia, de preferência, de14%.

O teor máximo de cromo é ditado pelo equilíbrio metalúrgico doaço e, em particular, pela preocupação de obter uma estrutura com matrizpuramente austenítica, sem ferrita, nas temperaturas de tratamento térmico ede transformação a quente. Sem adição de níquel, o elemento que mantém aestrutura austenítica, mas que é também oneroso, e em presença de teor decarbono + nitrogênio de 0,55 a 0,70 como requerido pela presente invenção, oteor máximo admissível de cromo é de 18%. Como uma adição considerável desilício é praticada na presente invenção, e esse elemento tem um efeito similarao cromo, ou seja, ele favorece o aparecimento da fase ferrítica, o teor máximode cromo está preferencialmente limitado a 16%. Acima dessa porcentagem,corre-se o risco de aparecimento de ferrita delta quando os teores de Si foremelevados e os teores de C + N baixos.

Uma adição de nitrogênio é praticada até um teor máximo de0,15%, preferencialmente até 0,12%, de modo a não ultrapassar o máximo desolubilidade desse elemento durante sua solidificação. Isso levaria à formaçãode bolhas de gás no metal, que se traduziriam pelo aparecimento deporosidades (falhas em peças fundidas) no metal solidificado.

O nitrogênio, pouco oneroso, é utilizado como adiçãocomplementar ao carbono por suas razões.

De um lado, ele estabiliza a estrutura austenítica entre 1.000 e1200 0C aproximadamente, e pode, portanto, substituir parcialmente o carbonosem grandes inconvenientes de uma precipitação muito abundante decarbonetos. Assim, graças a adição de nitrogênio, pode-se evitar a formaçãode ferrita delta em um aço rico em cromo e com teor limitado de carbono.

Por essas duas razões, o teor mínimo de nitrogênio é de 0,05%, edeve ser tal que C + N > 0,55%, de modo a atingir um bom equilíbrio decomposição (ausência de ferrita delta). Ele deve ser tal que C + N < 0,70%para que os teores máximos de carbono e nitrogênio, tais como definidosanteriormente não sejam ultrapassados.

Uma adição de vanádio é praticada de modo a formar com onitrogênio e o carbono precipitados de nitreto e de carbonetos de vanádio,estáveis às temperaturas de tratamento térmico. Isso permite limitar o aumentodo grão da estrutura a essas temperaturas, em que se produz umarecristalização do metal transformado por laminação ou forjamento.

Os nitretos e carbonetos de vanádio são favoráveis à resistência àabrasão do aço, e são também conhecidos por aumentar a resistência dosaços martensíticos à fluidez.

Além disso, a formação do nitreto de vanádio VN permite limitar ado nitreto de cromo CT2N que empobrece a matriz em cromo.

Esses efeitos são obtidos para um teor de vanádio compreendidoentre 0,2 e 0,5%.

Uma adição menor de molibdênio pode também ser praticada porseu efeito, conhecido do estado da técnica, que é o de contribuir para limitar afragilidade do aço tratado por durezas elevadas. Um efeito significativo começaa existir a partir de 0,2%. Um teor máximo de 0,5% é admitido para nãoaumentar inutilmente o custo de material do aço.

Essas adições moderadas de molibdênio e vanádio oferecemfinalmente a vantagem econômica importante, durante a elaboração do aço, depermitir o uso de matérias primas da reciclagem de aços que contêm esseselementos.

Essas matérias podem também conter outros elementosresiduais, não indispensáveis às propriedades do aço, e que podem, portanto,estar presentes no estado de traços. Os elementos metálicos residuais que sãoencontrados com mais freqüência nas cargas provenientes de aços a seremreciclados são essencialmente o manganês, o níquel, o cobre, o tungstênio, onióbio e, mais raramente, o cobalto.

O manganês está presente na maior parte dos materiais ferrososque podem ser encontradas no mercado. É também um elemento facilmenteoxidável nos fornos de elaboração como os fornos de arco elétrico, mas suaeliminação deliberada e forçada durante a elaboração pode se revelar oneroso,e não ser útil na presente invenção. As cargas de reciclagem podem conter até2% de manganês, o que é tolerável na presente invenção, e uma grande parteé de qualquer maneira perdida por oxidação durante a elaboração: é, portanto,fácil conter o teor final de manganês em menos de 1 % nos aços utilizados napresente invenção, graças a uma escolha criteriosa de uma mistura dematérias primas apropriadas para a conduta da elaboração do aço nos fornosdas aciarias.

Em relação às propriedades desejadas para o aço utilizado napresente invenção, o manganês pode se mostrar nocivo em teores superiores a2%, pois ele é conhecido, de modo geral, por reduzir a resistência à oxidação eà sulfuração, por estabilizar a austenita e por aumentar a temperabilidademartensítica dos aços. Seu teor residual máximo deverá, portanto, estarcontido em menos de 2% e, preferencialmente, entre traços e 1%, o que é fácile pouco custoso para o siderurgista.

Preferencialmente, ainda, o aço utilizado na presente invençãocontém teores de manganês e silício tais que a relação Si% / Mn% é superiorou igual 1, pois essa condição favorece a fundição dos metais líquidos nosrefratários para fundição em presença de uma atmosfera natural.

O níquel está cada vez mais presente nas matérias primasferrosas de reciclagem. Assim, é comum encontrá-lo em proporções de 0,2 a0,4. Contrariamente ao manganês, o níquel das matérias primas é poucooxidado durante a elaboração, por exemplo, em fornos de arco elétricoconvencionais. Ele vai, portanto, ser encontrado quase integralmente no metalfinal.

Em relação ao aço utilizado na presente invenção, é um elementoque aumenta fortemente a temperabilidade e que é, por esse motivo,indesejável em teores superiores a 1%. Preferencialmente, ele estará contidono máximo entre traços e 0,5%.

O cobre, como o níquel, está também presente nas matériasprimas ferrosas comuns de reciclagem, em teores de aproximadamente 0,1 a0,2%, e mesmo até 0,4%, e não é eliminado durante a elaboração. O cobre éconhecido por degradar a forjabilidade dos aços ferro-cromo, porque favorecea formação de um filme líquido nas juntas de grãos de aços quando eles sãolevados a temperaturas muito elevadas na gama de transformaçãotermomecânica. Também é sabido que o níquel combate muito eficazmenteesse mecanismo de "liquação" intergranular estabilizando a fase austenítica emdetrimento da fase líquida. Se o níquel estiver significativamente presente, oaço utilizado na presente invenção pode, portanto, tolerar um teor de cobrerelativamente elevado.

Por todas essas razões, o teor máximo de cobre do aço dapresente invenção é:

- no máximo limitado a 0,25%;

- ou então, se Cu > 0,25%, limitado a 0,5 vez o teor de níquel.

O tungstênio, que é um elemento caro, está presente em certasmatérias primas de reciclagem. Em teores baixos, o tungstênio confere aosaços propriedades semelhantes às conferidas pelo molibdênio. Assim, noestado da técnica, o tungstênio é freqüentemente considerado na forma de um"equivalente molibdênio", que é definido por Mo (equivalente) = 0,5 vez o teorde tungstênio em % ponderai. Por esses motivos, o aço utilizado na presenteinvenção pode conter de 0 a 0,2 de tungstênio.

O cobalto pode excepcionalmente ser encontrado em certasmatérias primas específicas. Como o níquel, ele é pouco oxidável naselaborações em fornos elétricos de arco clássicos. Todavia, contrariamente aoníquel, o cobalto não tem um efeito nocivo sobre as propriedades e ocomportamento das válvulas da presente invenção. A composição do açoutilizado na presente invenção pode, portanto, compreender até 1% de cobalto,em forma de elemento residual.

O nióbio é conhecido por formar, a partir de teores muito baixos,carbonetos e nitretos estáveis que contribuem, nos aços, para limitar oaumento do grão austenítico nas temperaturas de austenização ou detransformação termomecânica. O nióbio pode, portanto, completar eficazmenteo papel do vanádio para o controle do tamanho dos grãos no aço utilizado napresente invenção. Mas o nióbio é também conhecido por promover aprecipitação de carbonetos e nitretos eutéticos em rede fragilizante, durante asolidificação dos lingotes de aço. Por esses motivos, o teor de nióbio do açoutilizado na presente invenção está limitado a 0,15%.

Uma adição de boro é possível. Julga-se que esse elemento podeconferir, em certos casos, uma forte coesão às juntas de grãos. Caso se queiraadicioná-lo, o que não é absolutamente indispensável na presente invenção,seu teor deve estar compreendido entre traços e 0,0050%, de preferência entretraços e 0,0020%.

O alumínio e o titânio devem ser evitados pelo fato de formaremcom o nitrogênio nitretos fragilizantes e, portanto, indesejáveis.

O teor de alumínio deve ser < 0,025%, de preferência < 0,015%.

O teor de titânio deve ser < 0,010%.

No que diz respeito ao enxofre, as normas referentes a esse tipode aços toleram até 0,030%. Todavia, um teor máximo de 0,003% é preferido,para evitar problemas de fragilidade intergranular e segregações classicamenteligadas à presença desse elemento.

No que diz respeito ao fósforo, tolera-se até 0,40% como nasnormas, mas prefere-se um teor máximo de 0,010% pelas mesmas razões quepara o enxofre.

No que diz respeito ao oxigênio, a presente invenção não temexigências particulares. A não ser quando se deseja uma limpeza inclusionáriaparticularmente boa, aceitam-se o teor de oxigênio que resulta naturalmente doteor de silício (que é geralmente o elemento desoxidante predominante) e ascondições de elaboração necessárias à obtenção dos teores estabelecidospara os outros elementos. Um teor de oxigênio da ordem de 0,0050% ou aindamenos poderá ser habitualmente obtido, mas nada de imperativo no caso geral,pois as propriedades mecânicas que devem prioritariamente ser otimizadas napresente invenção só dependem pouco da limpeza inclusionária.

Os aços utilizados na presente invenção podem ser elaboradoscom os processos aplicáveis aos materiais usuais, levando em conta suasparticularidades. Assim, eles não podem ser elaborados sob vácuo, pois épreciso praticar uma adição de nitrogênio sob forma gasosa.

Será possível utilizar para esse fim um forno elétrico, ou um reatorAOD, ou qualquer outro meio apropriado para a elaboração de aços quecontêm teores elevados de nitrogênio, inclusive processos de afinaçãosecundária por re-fusão sob escória eletrocondutora. A re-fusão pode ser feita,por exemplo, sob escória com eletrodo consumível, quando se busca umagrande limpeza inclusionária.

A fundição do metal é realizada por meio de lingotes, ou porfundição contínua.

Um tratamento térmico de homogeneização das estruturas desolidificação é realizável, se necessário em temperaturas compreendidas entre1.150 e 1.225 °C.

Essas operações são seguidas por uma etapa de transformaçãotermomecânica a quente do semi-produto fundido, por exemplo, um forjamentoe/ou uma laminação em temperaturas tipicamente compreendidas entre 1.000e 1.200 °C. Um rerecozimento é opcionalmente aplicável após a transformaçãoa quente, quando se deseja amaciar ao máximo a estrutura para realizaroperações à temperatura ambiente, tais como uma retificação das barras, umausinagem etc. O amaciamento dos produtos é realizável por um rerecozimentode amaciamento isotérmico em temperaturas compreendidas por períodos de 2a 8 horas, seguido de um resfriamento ao ar ou no forno a um velocidade deresfriamento do forno.A seguir, realizam-se o ou os tratamentos térmicos outermomecânicos finais que levam as vál vulas à sua forma e propriedadesdefinitivas.

Isso é feito a partir das peças brutas recortadas nos semi-produtos rerecozimento de amaciamento eventualmente anteriores. Essaspeças brutas são a seguir forjadas ou extrudadas em alta temperatura (1.150-1.200 °C, por exemplo) para formar válvulas. A seguir, após resfriamento, sãorealizados os tratamentos térmicos finais. Eles podem ser uma têmperaseguida de um revenimento, ou um rerecozimento prévio a uma usinagem final.

Procede-se, ainda, no fim da fabricação, a uma têmpera superficiallocalizada, por exemplo, uma têmpera HF, ou a qualquer outro processo que dêresultados comparáveis, nas áreas que devem apresentar uma dureza elevada:o suporte da sede de válvula e/ou a extremidade da haste.

Um exemplo de realização do processo de acordo com a presenteinvenção é o indicado a seguir.

O aço foi elaborado no forno elétrico, com a composição C a

seguir:

-C = 0,510%

-Mn = 0,462%

-Si = 1 ,43%

-Cr= 15,77%

-V = 0,370%

-Mo = 0,305%

-N = 0,129%

-S = 0,0019%

-P = 0,0094%

-Ni = 0,075%

-W < 0,020%-Nb < 0,010%

-Cu < 0,02%

-Co = 0,017%

-Al < 0,025%

-Ti <0,010%

-Fe = o resto

A soma C + N é de 0,64%, portanto situada no meio da gama dapresente invenção.

Ele foi a seguir fundido em lingotes e transformado em barras de85 mm por laminagem, após aquecimento a 1.180 °C.

As barras foram a seguir submetidas a um recozimento isotérmicode 8 horas a 880 °C, seguido de resfriamento no forno até 550 °C, temperaturana qual as barras foram retiradas do forno e resfriadas ao ar.

A dureza das barras após esse amaciamento estava entãorelativamente baixa: 235 HB, ou seja, 22 HRC, aproximadamente (não tendo amedida HRC, nesse nível de dureza baixo, maior significado). O limite detemperabilidade no núcleo, para um resfriamento ao ar, corresponde a umdiâmetro de 40 mm.

A seguir, foram realizadas, a partir das barras assim obtidas, asoperações clássicas de moldagem da válvula, incluindo a moldagem a quentepor forjamento ou extrusão da totalidade ou de parte da peça bruta recortadana barra. Elas foram sucedidas, se for o caso, por tratamentos térmicos,adaptando as propriedades da válvula aos desejos do cliente final.

Assim, após uma colocação em solução a 1.050 0C durante 30minutos e um resfriamento rápido que corresponde a um diâmetro de 17 mmresfriado naturalmente ao ar, a dureza da estrutura bainito-martensítica foi de58,5 HRC.

Essa dureza pode ser a seguir classicamente modificada por umtratamento de têmpera e revenimento. A tabela 2 mostra exemplos decondições e revenimento e as durezas HRC que elas permitem obter nasbarras anteriores.

Tabela 2

Durezas HRC obtidas no aço C em função das condições de revenimento.

<table>table see original document page 27</column></row><table>

Finalmente, de acordo com a presente invenção, uma têmpera HFfoi praticada na extremidade da haste e/ou no suporte da sede da válvula, paralhes conferir geralmente uma dureza de 55 a 60 HRC.

Outro exemplo de tratamento de acordo com a presente invençãoé o seguinte:

O aço foi elaborado, com a composição D indicada a seguir:

<table>table see original document page 27</column></row><table>-Mo = 0,31%

-N = 0,100%

-S = 0,0021%

-P = 0,0068%

- Ni = 0,08%

-W < 0,02%

-Nb < 0,01%

-Cu < 0,02%

-Co = 0,017%

-Al <0,025%

-Ti < 0,010%

-Fe = o resto

A soma C+N é de 0,57%, portanto situado na parte inferior dagama de composições utilizada na presente invenção.

O lingote fundido foi homogeneizado durante 8 horas a 1.120 °C, edepois forjado com um pilão e uma barra de seção quadrada de 17 mm de lado,a uma temperatura de 1.180 °C. Após a operação de forjamento, as barrasforam enformadas em um forno a 650 0C por um período de 2 horas, para umtratamento de amaciamento do metal por recozimento isotérmico pós-forjamento.

Nesse estágio, o metal foi testado por ensaio de tração "rápida" auma velocidade de deformação de 85 mm/s e em temperaturas compreendidasentre 1.000 e 1.230 °C, a fim de avaliar sua maleabilidade no campo dastemperaturas de transformação termomecânica. A maleabilidade do metal édescrita pelos parâmetros usuais do ensaio de tração, ou seja, o alongamentona ruptura (A%) e a redução de seção no nível da ruptura (Z%). A resistência aquente é representada pela variável de tensão máxima à ruptura (Rm Mpa).

As curvas de evolução dessas variáveis em função datemperatura estão apresentadas na Figura 2; a maleabilidade do aço dacomposição D apresenta um máximo entre 1.100 e 1.230 °C, caracterizadopelos maiores valores de A e de Z (%).

Aquém de 1.100 °C, o aumento contínuo da resistência mecânica(Rm) reduz progressivamente a plasticidade do metal.

Para essa composição D1 cuja coma dos teores C + N estásituada no limite inferior dos valores de acordo com a presente invenção, a taxade transformação martensítica, medida após ensaios de dilatometria realizadosem diversas velocidades de resfriamento a partir da temperatura deaustenitização de 1.050 °C, se torna desprezível para todas as velocidades deresfriamento inferiores ou iguais à que corresponde a um resfriamento naturalao ar no núcleo de uma barra de diâmetro de 60 mm, aproximadamente.

Além disso, a martensita f ormada após um resfriamento maisrápido a partir de 1.050 0C oferece uma dureza de 57,7 HRC.

A seguir, ocorrem operações de moldagem da válvula.

Um revenimento ulterior da estrutura puramente martensíticapermitiu obter a seguir uma variedade muito grande de durezas no aço decomposição D como indicado a seguir na tabela 3:

Tabela 3

Durezas HRC obtidas no aco D em função das condições de revenimento

<table>table see original document page 29</column></row><table>Finalmente, praticou-se uma têmpera HF na extremidade da hastee/ou no suporte da sede da válvula, de acordo com presente invenção.

A título de comparação, a Figura 3 apresenta, da mesma maneiraque a Figura 2, as curvas de evolução de A%, Z% e Rm em função d atemperatura para um aço E de composição não de acordo com a presenteinvenção:

-C = 0,837%

-Si = 0,758%

-Mn = 1,22%

-S <0,0001%

-P = 0,016%

-'Ni = 0,252%

-Cr= 17,35%

-Mo = 2,29%

-V = 0,478%

-Cu = 0,088%

-N = 0,0290%

-B = 0,0017%

sendo o resto ferro e impurezas.

Esse aço E é, portanto, um aço inoxidável martensítico cromo-molibdênio com teor elevado de carbono do tipo X85CrMoV 18-2 citadoanteriormente. O metal é proveniente de um lingote de cerca de 1,5 toneladade uma fundição. Esse lingote foi homogeneizado à temperatura de 1.170 °C, edepois laminado com um diâmetro 90 mm bruto, partindo dessa temperatura.Além disso, a barra utilizada para o ensaio foi tratada por recozimentoisotérmico à 830 °C, para amaciamento antes de torneamento e recorte.

A maleabilidade desse aço apresenta um máximo marcado nafaixa de amplitude limitada entre 1.120 e 1.200 °C, aproximadamente, e depoiscai bruscamente. Esse aço é, portanto, sensivelmente menos tolerante que oaço D a variações nas condições de tratamento. Principalmente, em termosabsolutos, sua maleabilidade é nitidamente menor que a do aço D, e seusvalores máximos de A% e Z% são nitidamente muito inferiores aos do o aço D.

Assim, além de ter um custo de matéria nitidamente mais elevado devido àpresença maciça de molibdênio, esse aço E de referência é sensivelmente piorem relação aos problemas técnicos suscitados em comparação com os açosutilizados na presente invenção.

Claims

1. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMA VÁLVULAMONOBLOCO DE MOTOR A EXPLOSÃO, caracterizado pelo fato decompreender os passos de:- se elaborar e se fundir um aço de composição, em porcentagensponderais:- 0,45% < C < 0,55%- 12% < Cr < 18%- 1 % < Si < 2,5%- traços < Mn < 2%- 0,2% < V < 0,5%- traços < Mo < 0,5%- 0,05% < N < 0,15%, com 0,55% < C + N < 0,70%- traços < Ni < 1%- traços < Cu < 0,25%, ou Cu < 0,5 Ni se Cu > 0,25%- traços < Co < 1%- traços < W < 0,2%- traços < Nb <0,15%- traços < Al < 0,025%- traços < Ti < 0,010%- traços < S < 0,030%- traços < P < 0,040%- traços < B < 0,0050%sendo o resto ferro e impurezas resultantes da elaboração;- transformar o aço termomecanicamente a quente, por exemplo,por Iaminagem e/ou forjamento entre 1.000 e 1.200 °C;- opcionalmente, realizar um recozimento de amaciamento, entre- 650 e 900 °C durante 2 a 8 h, seguido de resfriamento ao ar ou no forno; e- realizar o ou os tratamentos térmicos ou termomecânicos finaisque vão conferir à válvula sua forma e/ou suas propriedades definitivas, quecompreende uma modelagem a quente por forjamento ou extrusão, terminandoa fabricação por uma têmpera superficial localizada, tal como uma têmpera HF1uma têmpera plasma ou um choque a laser, executada em certas partes daválvula.

2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que 14% < Cr < 16%.

3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado pelo fato de que 1 % < Si < 2%.

4. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3,caracterizado pelo fato de que 0,05% < N < 0,12%.

5. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4,caracterizado pelo fato de que traços < Mn < 1%.

6. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5,caracterizado pelo fato de que Si% / Mn% > 1.

7. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6,caracterizado pelo fato de que 0,2% < Mo < 0,5%.

8. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7,caracterizado pelo fato de que traços < Ni < 0,5%.

9. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 8,caracterizado pelo fato de que traços < Al < 0,015%.

10. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9,caracterizado pelo fato de que traços < S < 0,003%.

11. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a-10,caracterizado pelo fato de que traços < P < 0,010%.

12. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a-11, caracterizado pelo fato de que traços < B < 0,0020%.

13. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a-12, caracterizado pelo fato dos referidos tratamentos térmicos outermomecânicos finais compreenderem uma têmpera seguida de umrevenimento.

14. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a-12, caracterizado pelo fato dos referidos tratamentos térmicos outermomecânicos finais compreenderem um recozimento seguido de umausinagem.

15. PROCESSO, de acordo com uma das reivindicações 1 a-14, caracterizado pelo fato das partes da válvula tratadas pela têmperasuperficial localizada serem a extremidade da haste e/ou o suporte da sede.

16. VÁLVULA MONOBLOCO DE MOTOR À EXPLOSÃO,caracterizada pelo fato de ser fabricada pelo processo tal como definido emuma das reivindicações 1 a 15.