Este trabalho visa analisar a influência das taxas de resfriamento e temperatura no último passe de laminação a quente de fio máquina de um aço DIN 41Cr4 sobre a microestrutura obtida após a laminação e a sua correlação com aquela resultante do tratamento térmico de esferoidização. Foi avaliado a influência da microestrutura prévia de laminação nos tempos e taxa de resfriamento do tratamento térmico necessários para garantir adequada microestrutura do aço DIN 41Cr4. Foram aplicados conceitos de laminação termomecânica através da variação dos parâmetros: temperatura no último passe de laminação (acabador) e após o último passe de laminação (formador de espiras); velocidade das esteiras do “cooling conveyor” e consequente tempo de permanência das espiras sobre a região de ventiladores e alguns parâmetros no ciclo de tratamento térmico: tempo em patamar e taxa de resfriamento durante a produção de fio máquina redondo de bitolas entre 15,88mm e 16,15mm. A avaliação da resposta às variações impostas ao processo foi realizada através de análises metalográficas de microestrutura no material laminado e no material esferoidizado (grau de esferoidização), descarbonetação e de ensaios de propriedades mecânicas como dureza e tração. A partir dos resultados buscou-se determinar a influência dos parâmetros de laminação na microestrutura do material laminado e a influência desta na resposta ao tratamento térmico de esferoidização. Foram analisadas oito diferentes condições e os resultados mostraram que maiores taxas de resfriamento resultam em microestruturas mais refinadas proporcionando uma simplificação no tratamento térmico, atendendo as propriedades desejáveis no produto final (fio máquina redondo esferoidizado). / This work aims to analyze the influence of the cooling rate, the temperature of the finishing pass and at the coil-forming during hot rolling of DIN 41Cr4 steel wire rod on the microstructure and its influence on plateau times and cooling rate during the spheroidizing heat treatment. For this study thermomechanical rolling concepts were applied through the variation of some hot rolling parameters such as: temperature at the finishing pass and at the coils-former, the cooling conveyor belts velocity and some parameters in the heat treatment cycle: soak temperature and cooling rate during the production of round wire rod with 15,88 mm and 16,15 mm diameter. The evaluation response to changes imposed on the process was evaluated by metallographic analysis of microstructure in hot rolled and spheroidized material (spheroidizing degree), hardness, decarburization and tensile test. Eight rolling conditions and cooling rates were analyzed and results showed that higher cooling rates result in finer microstructures allowing a reduction in heat treatment time to achieve the desirable properties in the final product (spheroidized round wire rod).

Este trabalho visa analisar a influência das taxas de resfriamento e temperatura no último passe de laminação a quente de fio máquina de um aço DIN 41Cr4 sobre a microestrutura obtida após a laminação e a sua correlação com aquela resultante do tratamento térmico de esferoidização. Foi avaliado a influência da microestrutura prévia de laminação nos tempos e taxa de resfriamento do tratamento térmico necessários para garantir adequada microestrutura do aço DIN 41Cr4. Foram aplicados conceitos de laminação termomecânica através da variação dos parâmetros: temperatura no último passe de laminação (acabador) e após o último passe de laminação (formador de espiras); velocidade das esteiras do “cooling conveyor” e consequente tempo de permanência das espiras sobre a região de ventiladores e alguns parâmetros no ciclo de tratamento térmico: tempo em patamar e taxa de resfriamento durante a produção de fio máquina redondo de bitolas entre 15,88mm e 16,15mm. A avaliação da resposta às variações impostas ao processo foi realizada através de análises metalográficas de microestrutura no material laminado e no material esferoidizado (grau de esferoidização), descarbonetação e de ensaios de propriedades mecânicas como dureza e tração. A partir dos resultados buscou-se determinar a influência dos parâmetros de laminação na microestrutura do material laminado e a influência desta na resposta ao tratamento térmico de esferoidização. Foram analisadas oito diferentes condições e os resultados mostraram que maiores taxas de resfriamento resultam em microestruturas mais refinadas proporcionando uma simplificação no tratamento térmico, atendendo as propriedades desejáveis no produto final (fio máquina redondo esferoidizado). / This work aims to analyze the influence of the cooling rate, the temperature of the finishing pass and at the coil-forming during hot rolling of DIN 41Cr4 steel wire rod on the microstructure and its influence on plateau times and cooling rate during the spheroidizing heat treatment. For this study thermomechanical rolling concepts were applied through the variation of some hot rolling parameters such as: temperature at the finishing pass and at the coils-former, the cooling conveyor belts velocity and some parameters in the heat treatment cycle: soak temperature and cooling rate during the production of round wire rod with 15,88 mm and 16,15 mm diameter. The evaluation response to changes imposed on the process was evaluated by metallographic analysis of microstructure in hot rolled and spheroidized material (spheroidizing degree), hardness, decarburization and tensile test. Eight rolling conditions and cooling rates were analyzed and results showed that higher cooling rates result in finer microstructures allowing a reduction in heat treatment time to achieve the desirable properties in the final product (spheroidized round wire rod).

O objetivo do presente trabalho foi à obtenção de aço rápido tipo AISI M2 pela técnica da conformação por “spray" e a avaliação deste, quanto ao seu desempenho quando aplicado como ferramenta de usinagem. O material obtido foi laminado a quente com razões de redução de 50 e 72%, resultando em placas a partir das quais foram confeccionadas pastilhas intercambiáveis para realização de testes de usinagem. O desempenho das pastilhas obtidas a partir do material conformado por “spray" e laminado a quente, foi confrontado com o de pastilhas confeccionadas a partir de material processado convencionalmente (lingotamento convencional), e com material processado pela técnica da metalurgia do pó (MP). As variações do material obtido por conformação por “spray", assim como também os demais materiais, foram caracterizados química, física, mecânica e microestruturalmente. Adicionalmente, foram realizados testes de usinagem para avaliação de desempenho do material quando submetido a condições reais de trabalho. Os resultados da caracterização dos materiais evidenciaram o potencial da técnica de conformação por “spray", em possibilitar a obtenção de materiais com boas características e propriedades. Para as condições de processamento, conformação mecânica e de tratamentos térmicos aplicados neste trabalho, às análises dos resultados dos testes de usinagem revelaram um comportamento muito próximo entre todos os materiais de ferramenta utilizados. Procedendo a uma análise mais refinada dos resultados dos testes de usinagem contínua, foi verificado um desempenho ligeiramente superior para o material obtido pela técnica da metalurgia do pó (MP), seguido pelo material obtido pela técnica da metalurgia convencional, o qual apresentou uma vantagem mínima em relação ao obtido pela técnica da conformação por “spray" e laminado com redução de 72%. Por fim, o desempenho inferior ficou por conta do material obtido pela técnica da conformação por “spray" e laminado com redução de 50%, o qual apresentou os maiores valores de desgaste. / The aim of the present work was the obtention of AISI M2 high-speed steel by spray forming technique and the material evaluation when used as machining tool. The obtained material was hot rolled at 50% and 72% reduction ratios, and from which it was manufactured inserts for machining tests. The performance of inserts made of the spray formed material was compared to inserts obtained from conventional and powder metallurgy (MP) processed materials. The spray formed material was chemical, physical, mechanical and microstructural characterised. For further characterisation, the materials were submitted to machining tests for performance evaluation under real work condition. The results of material characterisation highlight the potential of the spray forming technique, in the obtention of materials with good characteristics and properties. Under the current processing, hot rolling and heat treatments condition, the analysis of the results of the machining tests revealed a very similar behaviour among the tested materials. Proceeding a criterious analysis of the machining results tests, it was verified that the performance presented by the powder metallurgy material (MP) was slight superior, followed by conventional obtained material (MConv), which presented a insignificant advantage over the spray formed and hot rolled (72% reduction ratio) material. The worst result was encountered for the spray forming and hot rolled (50% reduction ratio) material that presented the highest wear values.

O objetivo do presente trabalho foi à obtenção de aço rápido tipo AISI M2 pela técnica da conformação por “spray” e a avaliação deste, quanto ao seu desempenho quando aplicado como ferramenta de usinagem. O material obtido foi laminado a quente com razões de redução de 50 e 72%, resultando em placas a partir das quais foram confeccionadas pastilhas intercambiáveis para realização de testes de usinagem. O desempenho das pastilhas obtidas a partir do material conformado por “spray” e laminado a quente, foi confrontado com o de pastilhas confeccionadas a partir de material processado convencionalmente (lingotamento convencional), e com material processado pela técnica da metalurgia do pó (MP). As variações do material obtido por conformação por “spray”, assim como também os demais materiais, foram caracterizados química, física, mecânica e microestruturalmente. Adicionalmente, foram realizados testes de usinagem para avaliação de desempenho do material quando submetido a condições reais de trabalho. Os resultados da caracterização dos materiais evidenciaram o potencial da técnica de conformação por “spray”, em possibilitar a obtenção de materiais com boas características e propriedades. Para as condições de processamento, conformação mecânica e de tratamentos térmicos aplicados neste trabalho, às análises dos resultados dos testes de usinagem revelaram um comportamento muito próximo entre todos os materiais de ferramenta utilizados. Procedendo a uma análise mais refinada dos resultados dos testes de usinagem contínua, foi verificado um desempenho ligeiramente superior para o material obtido pela técnica da metalurgia do pó (MP), seguido pelo material obtido pela técnica da metalurgia convencional, o qual apresentou uma vantagem mínima em relação ao obtido pela técnica da conformação por “spray” e laminado com redução de 72%. Por fim, o desempenho inferior ficou por conta do material obtido pela técnica da conformação por “spray” e laminado com redução de 50%, o qual apresentou os maiores valores de desgaste. / The aim of the present work was the obtention of AISI M2 high-speed steel by spray forming technique and the material evaluation when used as machining tool. The obtained material was hot rolled at 50% and 72% reduction ratios, and from which it was manufactured inserts for machining tests. The performance of inserts made of the spray formed material was compared to inserts obtained from conventional and powder metallurgy (MP) processed materials. The spray formed material was chemical, physical, mechanical and microstructural characterised. For further characterisation, the materials were submitted to machining tests for performance evaluation under real work condition. The results of material characterisation highlight the potential of the spray forming technique, in the obtention of materials with good characteristics and properties. Under the current processing, hot rolling and heat treatments condition, the analysis of the results of the machining tests revealed a very similar behaviour among the tested materials. Proceeding a criterious analysis of the machining results tests, it was verified that the performance presented by the powder metallurgy material (MP) was slight superior, followed by conventional obtained material (MConv), which presented a insignificant advantage over the spray formed and hot rolled (72% reduction ratio) material. The worst result was encountered for the spray forming and hot rolled (50% reduction ratio) material that presented the highest wear values.