Aprimoramento do semieixo vazado de um protótipo Baja SAE através da modificação das propriedades mecânicas do aço SAE 4130

Abstract

Durante o desenvolvimento do semieixo vazado pela equipe Mangue Baja, identificou se a zona estriada do protótipo de semieixo como uma das regiões mais críticas, apresentando escoamento caracterizado pelo acúmulo de tensões. Este trabalho teve como objetivo aprimorar as propriedades mecânicas do aço SAE 4130 por meio de tratamentos térmicos, visando aumentar a vida útil de um semieixo vazado e melhorar a eficiência do sistema de transmissão de um veículo Baja SAE. Foram realizados quatro conjuntos de tratamentos térmicos para avaliar sua influência sobre este aço hipoeutetóide com presença de elementos de liga. A Amostra 1 foi mantida sem tratamento térmico, servindo como referência. A Amostra 2 foi submetida à têmpera em água, enquanto a Amostra 3 recebeu têmpera em água seguida de revenimento a 540°C. As Amostras 4 e 5 foram temperadas em óleo, sendo que a Amostra 5 também passou por revenimento a 425°C. Os ensaios de tração revelaram que as amostras submetidas apenas à têmpera (Amostras 2 e 4) resultaram altos valores de resistência ao escoamento, porém com baixa deformação, caracterizando comportamento frágil. A Amostra 3 demonstrou a maior reprodutibilidade dos resultados e resistência ao escoamento média de 914 MPa, representando aumento de 54% em relação à amostra de referência. A Amostra 5 atingiu os maiores valores de resistência ao escoamento, com 1120 MPa, correspondendo a um aumento de 89%. Os ensaios de dureza, realizados após preparação metalográfica, evidenciaram a influência do revenimento em cada conjunto de tratamentos. A Amostra 3 (têmpera em água + revenimento a 540°C) teve sua dureza reduzida de 51 HRC para 31 HRC. Já a Amostra 5 (têmpera em óleo + revenimento) apresentou redução menos acentuada, passando de 41 HRC para 39 HRC, provavelmente devido à temperatura de revenimento ter sido mais baixa, de 425°C. A análise por microscopia óptica permitiu observar as microestruturas resultantes de cada tratamento, validando os resultados obtidos nos ensaios mecânicos e confirmando a correlação entre microestrutura e propriedades mecânicas.