Beneficiamento de Aços [21]

Transcrição

1 [21] Tratamentos para beneficiamento de aços: Têmpera: aumento de resistência i mecânica e dureza dos aços causado pela formação da martensita, um microconstituinte que usualmente apresenta um comportamento frágil. Revenido: tratamento subsequente à têmpera, cuja principal finalidade é o ajuste das proprieda- des mecânicas (especialmente a tenacidade). 1>

2 Resfriamento dos aços após austenitização: Diagrama de resfriamento contínuo do aço Cr-Mo ABNT 4140 Formação da martensita: fenômeno atérmico 2>

3 Resfriamento de uma barra de aço 1045 ø 10mm: água sem agitação água com aditivos

4 Resfriamento de peças na têmpera: gases água água + aditivos (sais, polímeros) óleo meios de resfriamento sem agitação com agitação 3>

5 Severidade de têmpera: a escolha do meio de resfriamen- to depende da dureza desejada, forma e dimensão da peça e da temperabilidade do aço utilizado. Defeitos espessuras diferentes (empenamento) tensões térmicas (trincamento) 4>

6 Influência da composição química: M s ( o C) = (%C) 225(%Si) 24,3(%Mn) 27,4(%Ni) 17,7(%Cr) 7(%Cr) 25,8(%Mo) elementos de ligas aumentam a temperabilidade e promovem endurecimento por solução sólida carbono equivalente (CE): aços com CE < 0,5 resistem mais ao trincamento provocado pela têmpera. Mn Mo Cr CE = C Ni 50 5>

7 Microestrutura da martensita: 25 μm Aspecto das plaquetas de martensita em um aço 0,14%C temperado em água, após 1200 C/1h. ataque: nital 2%. 6>

8 Martensita: microconstituinte i t resultante t da transformação não difusional i da austenita, o qual está supersaturado com carbono. durante a transformação ocorrem simultaneamente dois fenômenos metalúrgicos: escorregamento e maclação. a 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 de defeitos cristalinos (discordâncias) favorecem o endurecimento da martensita. 7>

9 O elemento carbono: carbono distorção do reticulado Interstícios octaédricos C Fe relação cristalográfica entre a austenita (CFC) e a martensita (tetragonal de corpo centrado) Interstícios tetraédricos 8>

10 O elemento carbono: carbono abaixamento da temperatura M s 9>

11 O elemento carbono: carbono alteração dos parâmetros de rede a o Austenita (CFC): o (A) = 3, ,044 (%C) Martensita (TCC): a(a) o c(a) o = = 2,861 2, ,013 0,116 resultado: ΔV ~ + 4% (%C) (%C) trincas 10>

12 O elemento carbono: carbono alteração da dureza da martensita Os tratamentos de beneficiamento somente são eficazes em aços com teor de carbono superior a 0,25% peso. 11>

13 O revenido: ajuste das propriedades mecânicas após a têmpera do aço. Etapa 1 (< 250 C): precipitação do carboneto ε (HC, metaestável) Etapa 2 (200 a 300 C): decomposição da austenita retida Etapa 3 (200 a 350 C): substituição do carboneto ε pela cementita e redução da distorção do reticulado TCC; Etapa 4 (> 350 C): coalescimento e esferoidização da cementita e recristalização da ferrita CCC; 12>

14 Efeito da composição química no revenido: HSS AL ARBL aço alta liga (HSS) Σ > 10% peso aço liga (AL) 5 < Σ < 10% peso aço baixa liga (ARBL) Σ < 5% peso 13>

15 Efeito combinado entre temperatura e tempo: Revenido de aço 0,1 C% peso Parâmetro de Holloman-Jaffe (P): P = T (20 + log t) [T] = [K] [t] = [horas] 14>

16 Bibliografia: Chiaverini, V. Aços e Ferros Fundidos. ABM, São Paulo, 5a. ed., 1987, pp Reed-Hill, R. E. Princípios de Metalurgia Física. Ed. Guanabara Dois, 2a. ed., Rio de Janeiro, 1982, pp Chiaverini, V. Tratamentos Térmicos das Ligas Ferrosas. Assoc. Bras. Metais, São Paulo, 2a. ed., 1987, pp American Society for Metals. ASM Handbook, Vol. 4: Heat Treating. 10th ed., Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Materiais de Construção Mecânica I Permitida a impressão e divulgação. 15