Conteúdo Programático da Aula

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1 Conteúdo Programático da Aula 5. Tratamentos Térmicos e Termoquímicos 5.1 Fundamentos; 5.2 Taxas de resfriamento; 5.3 Têmpera e endurecimentos dos aços; 5.4 Temperabilidade; 5.5 Martensita versus martensita revenida; 5.6 Revenido.

2 Relevância do Estudo É importante compreender que técnicas de processamento térmico em ligas metálicas podem resultar em determinadas características mecânicas exigidas para aplicações específicas. Além disso, é essencial uma compressão dos mecanismos de obtenção das microestruturas e da dependência destes tratamentos em relação ao tempo e temperatura. Um das razão consiste no fato de que as propriedades mecânicas de uma liga submetida previamente a um tratamento térmico podem ser modificadas de maneira significativa com posteriores ciclos de aquecimento e resfriamento, como no caso de operações de soldagem.

3 Têmpera Normalização Recozimento (resfriamentos rápidos, moderadamente rápidos e lentos) A martensita somente é obtida com resfriamentos rápidos ou pode ser conseqüência de resfriamentos moderadamente rápidos????? Neste caso, o material ou componente foi submetido a um tratamento térmico de têmpera ou normalização?????.

4 Figura 1: Resumo das transformações isotérmicas e contínuas no aço eutetóide [1].

5 Figura 2: Exemplos de transformações isotérmicas e contínuas no aço eutetóide [4].

6 Figura 3: Formação de diferentes microestruturas no aço eutetóide em função do tratamento térmico adotado [4].

7 (a) (b) Figura 4: Influência do resfriamento na dureza (severidade da têmpera) do aço Resfriamentos em óleo (a) e água (b) [4].

8 Figura 5: Influência da geometria da amostra na formação de diferentes microestruturas no aço eutetóide [4].

9 Figura 6: Influência da geometria da amostra na dureza do aço 4140 (1%Cr, 0.9%Mn, 0.2%Mo e 0.4%C) [1].

10 Figura 7: Influência da temperatura de austenitização no tamanho de grão austenítico [4].

11 Figura 8: Nucleação e crescimento da perlita no aço eutetóide [4].

12 Figura 9: Ensaio Jominy [4].

13 Figura 10: Efeito dos elementos de liga na curva TTT do aço 4140 [6].

14 Figura 11: Curva CCT do aço 1110 (0.1C e 1.1Mn) [6].

15 Departamento de Figura 12: Curva CCT do aço 1140 (0.4C e 1.1Mn) [6]..

16 Figura 13: Perfil radial de dureza para amostras cilíndricas dos aços 1040 e 4140 [1].

17 Figura 14: Curva CCT do aço 4340 (1.8% Ni, 0.8% Cr, 0.8% Mn, 0.3% Mo e 0.4% C) [6].

18 Figura 15: Curvas de temperabilidade dos aços 1040, 4140, 4340, 5140 e Diferentes composições químicas, mas todos com 0.4%C [1].

19 Figura 16: Curvas de temperabilidade de quatro aços da série 8600 (0.55%Ni, 0.5%Cr, 0.85%Mn e 0.2%Mo) com diferentes quantidades de carbono [1].

20 4340 (1.85% Ni, 0.8% Cr, 0.7% Mn, 0.25% Mo e 0.4% C) > CE = 0.85% 4140 (1% Cr, 0.9% Mn, 0.2% Mo e 0.4% C) > CE = 0.79% 8640 (0.55% Ni, 0.5% Cr, 0.85% Mn, 0.2% Mo e 0.4% C) > CE = 0.72% 5140 (0.85% Cr, 0.8% Mn e 0.4% C) > CE = 0.70% 1040 (0.4% C) > CE = 0.40%

21 Figura 17: Dureza de aços comuns em função da quantidade de carbono e microestrutura [1].

22 Figura 18: Representação esquemática do tratamento térmico de revenido póstêmpera [6].

23 Figura 19: Martensita revenida (MEV): cementita globular (regiões claras) dispersa em matriz ferrítica (regiões escuras) [1].

24 Figura 20: Variação das propriedades mecânicas do aço 4340 temperado em óleo em função da temperatura de revenido [1].

25 Figura 21: Variação da dureza do aço eutetóide temperado em água em função da temperatura e tempo de revenido [1].

26 Importante Fragilização no revenido (temper embrittlement) Fragilização da martensita revenida (tempered martensite embrittlement)

27 1. W. D. Callister Jr., Ciência e Engenharia de Materiais: uma Introdução. LTC Editora, Rio de Janeiro (2002). 4. R. A. Higgins, Propriedades e Estrutura dos Materiais em Engenharia. DIFEL, São Paulo (1992). 6. R. M. Brick, R. W. Pense and R. B. Gordon, Structure and Properties of Engineering Materials. McGraw-Hill Kogakusha, Tokio (1992).