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Beneficiamento de Aços [21]
Tratamentos para beneficiamento de aços:Tratamentos para beneficiamento de aços:
Tê t d i tê i â i dTêmpera: aumento de resistência mecânica e durezados aços causado pela formação da martensita um microconstituinte que usualmartensita, um microconstituinte que usual-mente apresenta um comportamento frágil.
Revenido: tratamento subsequente à têmpera, cuja principal finalidade é o ajuste das proprieda-principal finalidade é o ajuste das propriedades mecânicas (especialmente a tenacidade).
1>
Beneficiamento de Aços
Resfriamento dos aços após austenitização:Diagrama deresfriamento
tí dcontínuo doaço Cr-MoABNT 4140
Formação damartensita:
fenômeno atérmico
2>
Beneficiamento de Aços
Resfriamento de uma barra de aço 1045 – ø 10mm:Resfriamento de uma barra de aço 1045 ø 10mm:
água sem agitação água com aditivos
Beneficiamento de Aços
Resfriamento de peças na têmpera:
gases
água
água + aditivos(sais polímeros)(sais, polímeros)
óleoóleo
sem agitaçãomeios de resfriamento
3>
meios de resfriamentocom agitação
Beneficiamento de Aços
Severidade de têmpera: a escolha do meio de resfriamen-to depende da dureza desejada forma e dimensão da peça eto depende da dureza desejada, forma e dimensão da peça eda temperabilidade do aço utilizado.
dif t
Defeitos
espessuras diferentes(empenamento)
tensõestérmicas
4>(trincamento)
Beneficiamento de Aços
Influência da composição química:
)Mn(%3,24)Si(%225)C(%353521)C(M os −−−=
)Mo(%825)Cr(%717)Ni(%427 )Mo(%8,25)Cr(%7,17)Ni(%4,27 −−−
elementos de ligas aumentam a temperabilidade eelementos de ligas aumentam a temperabilidade e promovem endurecimento por solução sólida
carbono equivalente (CE): aços com CE < 0,5 resistemmais ao trincamento provocado pela têmpera.
NiCrMoMnCCE ++++=
p p p
501055CCE ++++=
5>
Beneficiamento de Aços
Microestrutura da martensita:
Aspecto das plaquetas de martensita em um aço 0 14%C
25 μm
6>
Aspecto das plaquetas de martensita em um aço 0,14%C temperado em água, após 1200°C/1h. ataque: nital 2%.
Beneficiamento de Aços
Martensita:i tit i t lt t d t f ã ã dif i lmicroconstituinte resultante da transformação não difusional
da austenita, o qual está supersaturado com carbono.
durante a transformação ocorrem simultaneamente doisfenômenos metalúrgicos: escorregamento e maclaçãofenômenos metalúrgicos: escorregamento e maclação.
a falta de difusão dos átomos de carbono provocam aa falta de difusão dos átomos de carbono provocam a distorção do reticulado da ferrita que estaria em formação.
austenita → martensita : CFC → tetragonal corpo centrado
a combinação entre a distorção do reticulado e a geração dedefeitos cristalinos (discordâncias) favorecem o endurecimento
7>
defeitos cristalinos (discordâncias) favorecem o endurecimentoda martensita.
Beneficiamento de Aços
O elemento carbono:carbono distorção do reticulado Interstícios
octaédricos
FeC
relação cristalográfica entre a austenita (CFC) e amartensita (tetragonal de corpo centrado)
8>
( g p )Interstíciostetraédricos
Beneficiamento de Aços
O elemento carbono:carbono abaixamento da temperatura Ms
9>
Beneficiamento de Aços
O elemento carbono:carbono alteração dos parâmetros de rede
Austenita (CFC):)C(%044,0548,3)A(a
o
o ⋅+=
Austenita (CFC):
Martensita (TCC):)C(%013,0861,2)A(a
o⋅−=
Martensita (TCC):
)C(%116,0861,2)A(co
⋅+=
resultado: ΔV ~ + 4%
10>trincas
Beneficiamento de Aços
O elemento carbono:carbono alteração da dureza da martensita
Os tratamentos de beneficiamentosomente são eficazes em açossomente são eficazes em açoscom teor de carbono superior a
0 25% peso0,25% peso.
11>
Beneficiamento de Aços
O revenido: ajuste das propriedades mecânicas apósa têmpera do açoa têmpera do aço.
Etapa 1 (< 250°C): precipitaçãodo carboneto ε (HC metaestável)do carboneto ε (HC, metaestável)
Etapa 2 (200 a 300°C): d i ã d t it tiddecomposição da austenita retida
Etapa 3 (200 a 350°C): substituição do carboneto ε pelacementita e redução da distorçãodo reticulado TCC;do reticulado TCC;
Etapa 4 (> 350°C): coalescimento e esferoidizaçãoda cementita e recristalização da ferrita CCC;
12>
da ferrita CCC;
Beneficiamento de Aços
Efeito da composição química no revenido:
aço alta liga(HSS)(HSS)Σ > 10% peso
HSSaço liga(AL)
ALHSS
(AL)5 < Σ < 10% peso
ARBLaço baixa liga(ARBL)
ARBL( )Σ < 5% peso
13>
Beneficiamento de Aços
Efeito combinado entre temperatura e tempo:
Parâmetro de Revenido de aço Holloman-Jaffe (P):Revenido de aço0,1 C% peso
)tlog20(TP += )tlog20(TP +⋅=
[T] = [K][ ] [ ][t] = [horas]
14>
Beneficiamento de Aços
Bibliografia:
Chiaverini, V. Aços e Ferros Fundidos. ABM, São Paulo, 5a ed 1987 pp 89 985a. ed., 1987, pp. 89-98.
Reed Hill R E Princípios de Metalurgia Física EdReed-Hill, R. E. Princípios de Metalurgia Física. Ed. Guanabara Dois, 2a. ed., Rio de Janeiro, 1982, pp. 593-633.
Chiaverini, V. Tratamentos Térmicos das Ligas Ferrosas.Assoc Bras Metais São Paulo 2a ed 1987 pp 63-84Assoc. Bras. Metais, São Paulo, 2a. ed., 1987, pp. 63 84.
American Society for Metals. ASM Handbook, Vol. 4: HeatAmerican Society for Metals. ASM Handbook, Vol. 4: HeatTreating. 10th ed., 1991.
Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Materiais de Construção Mecânica I.
15® 2009. Permitida a impressão e divulgação. http://www.dem.feis.unesp.br/maprotec/educacional.shtml/