Efeito da temperatura, tempo e taxa de resfriamento na formação do eutetóide divorciado em soldas de trilhos de aço perlítico

A redução de dureza que ocorre ao final da Zona Afetada pelo Calor (ZAC) de juntas soldadas de trilhos ferroviários é gerada através da formação do Eutetóide Divorciado (ED). Essa transformação ocorre na solda durante o resfriamento da austenita quando há a presença de carbonetos não dissolvidos, que, por sua vez, atuam como núcleos preexistentes para a formação dessa microestrutura, formando uma combinação de cementita esferoidizada + ferrita. Com o intuito de compreender esta transformação microestrutural, amostras de trilhos premium e superpremium foram ensaiadas via dilatometria, com um planejamento experimental (design of experiments - DOE) fatorial completo que avaliou os efeitos das variáveis temperatura, tempo de permanência em temperatura isotérmica e taxa de resfriamento; e suas interações. As amostras pós ciclo térmico foram caracterizadas via ensaio de microdureza e análise de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que as maiores frações de ED foram obtidas em temperaturas mais elevadas (750 °C) e com maior carbono equivalente. Entretanto, o aumento da taxa de resfriamento, de 1,5 para 9 °C/s, ocasionou redução da fração de ED de 49% para o trilho premium em 750 °C e de 75% para o trilho superpremium em 740 °C. Em relação à dureza, o comportamento foi inversamente proporcional, pois o aumento da taxa de resfriamento proporcionou aumento na dureza dos trilhos (cerca de 21%), além disso, as amostras simuladas em 740 e 750 °C e resfriadas a 1,5 °C/s apresentaram dureza semelhante a encontrada na região de menor dureza de soldas por caldeamento de trilho. Os fatores que tiveram maior efeito na formação do ED, em ordem de crescente, foram a temperatura, o carbono equivalente e a taxa de resfriamento.