Tratamentos Térmicos. Recozimento. Objetivos:

Transcrição

1 Recozimento Objetivos: Reduzir a dureza; Aumentar a usinabilidade; Facilitar o trabalho a frio; Atingir microestrutura e propriedades desejadas

2 Recozimento pleno Conceitos: Tratamentos Térmicos - TEMPERATURAS CRÍTICAS A1 Mínima temperatura para a existência do Fe-γ A3 Máxima temperatura para a existência do Fe-α (AÇOS HIPOEUTETÓIDES) ACM Máxima temperatura para a existência do Fe3C (AÇOS HIPEREUTETÓIDES

3 Recozimento pleno Para aços hipoeutetóides, pode-se estimar as temperaturas críticas (A1 e A3), em consideração aos elementos de liga, pelas seguintes equações: Ac 1 ( o C) = ,7(%Mn) 16,9(%Ni) + 29,1(%Si) 16,9(%Cr) Desvio Padrão = ± 11,5 o C Ac 3 ( o C) = (%C) 15,2(%Ni) + 44,7(%Si) (%V) + 31,5(%Mo) Desvio Padrão = ± 16,7 o C

4 Recozimento pleno AÇO TAXA DE AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO (28 o C/h = 8x10-3 o C/s) TEMPERATURAS CRÍTICAS NO AQUECIMENTO TEMPERATURAS CRÍTICAS NO RESFRIAMENTO Ac1 Ac3 Ar3 Ar Temperaturas críticas de alguns aços carbono e aços baixa liga AÇO TAXA DE AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO (28 o C/h = 8x10-3 o C/s) TEMPERATURAS CRÍTICAS NO AQUECIMENTO TEMPERATURAS CRÍTICAS NO RESFRIAMENTO Ac1 Ac3 Ar3 Ar

5 AÇO Tratamentos Térmicos Recozimento pleno Faixa de variação observada em A3 para o aquecimento e o resfriamento Faixa de variação observada em A1 para o aquecimento e o resfriamento TEMPERATURA [oc] RESFRIAMENTO Ac1 Ar1 RESFRIAMENTO AQUECIMENTO Ar3 AQUECIMENTO Taxa de aquecimento e resfriamento = 28 oc/h Ac3 660

6 Recozimento pleno - processamento No recozimento pleno, o aço é geralmente aquecido até a austenitização completa da estrutura, seguido de resfriamento lento. O tratamento aplica-se a todas as ligas Fe- C e a um grande número de ligas não-ferrosas Para os aços hipoeutetóides 50 o C acima de A3 Para os aços hipereutetóides 50 o C acima de A1

7 Recozimento pleno - processamento Não pode ultrapassar Acm porque no resfriamento ao atravessar esta linha forma-se cementita nos contornos de grão da austenita, fragilizando dessa forma o aço.

8 Recozimento pleno Perlitas lamelares austenita homogênea Austenita heterogênea pode origininar a nucleação de carbonetos a partir das regiões de alto carbono ou o crescimento de carbonetos não-dissolvidos. T altas estruturas perliticas T baixas estruturas esferoidizadas

9 Recozimento pleno Estruturas de carbonetos esferoidizados em aço 1095

10 Recozimento pleno Tratamentos Térmicos Para altas temperaturas o tempo total de transformação é por vezes excessivamente longo Solução: transformar parcialmente em alta temperatura e seguir resfriamento contínuo em níveis menores

11 Recozimento pleno Ciclos térmicos recomendados (aços-c)

12 Recozimento pleno Ciclos térmicos recomendados (aços-c)

13 Recozimento pleno Ciclos térmicos recomendados (aços-liga)

14 Recozimento subcrítico Temperatura de aquecimento < A1 Objetivo principal: recuperar ductilidade do aço trabalhado a frio (encruado) Aço-carbono: C, seguido de resfriamento ao ar Transformações: recuperação e recristalização das fases encruadas

15 Recozimento subcrítico O objetivo é aliviar as tensões originadas durante a solidificação de peças fundidas ou produzidas em operações de conformação mecânica, corte, soldagem ou usinagem Também é utilizado para ajustar o tamanho de grão e gerar coalescimento e aglomeração de carbonetos.

16 Recozimento subcrítico α γ γ + α γ + Fe 3 C FAIXA DE TEMPERATURAS PARA RECOZIMENTO SUBCRÍTICO -Alívio de tensões de estruturas préconformadas; - Recristalização; - Crescimento de grão; - Coalescimento de estruturas; AÇOS HIPOEUTETÓIDES AÇOS HIPEREUTETÓIDES - Aglomeração de Carbonetos

17 Recozimento subcrítico Tratamentos Térmicos Efeito da temperatura no alívio de tensões

18 Esferoidização Objetivos: Os processos de esferoidização objetivam melhorar a conformabilidade a frio dos aços. Melhorar a usinabilidade de aços hipereutetóides e aços ferramentas

19 Esferoidização Há várias maneiras de se obter carbonetos esferoidizados em matriz ferrítica apos uma austenitização total ou parcial 1) Manutenção por tempo prolongado T<A1 (700 C 24h) 2) Resfriar lentamente ao passar por A1 3) Ciclar acima e abaixo de A1

20 Esferoidização Tratamentos Térmicos MÉTODOS 1.) Manutenção por tempo prolongado à temperatura pouco abaixo da crítica; Temperatura A1 Tempo

21 Esferoidização MÉTODOS 2.) Aquecimento e resfriamento alternantes entre 2 temperaturas pouco acima e pouco abaixo da crítica ( 50 o C); Temperatura A1 50 o C 50 o C Tempo

22 Esferoidização MÉTODOS Temperatura Acm A1 Seguir para o método 1 ou método 2 Tempo 3.) Aquecer acima da temperatura para dissolução dos carbonetos, seguido de resfriamento rápido (para evitar formação de rede de carbonetos) até temperatura pouco abaixo da de cristalização. Manter nesta temperatura, conforme o método 1, ou seguir o método 2.

23 Esferoidização Microestrutura esferoidizada de aço 1040 após 21h em 700 o C (4%Picral + 2%Nital 1000x) Partindo de Microestrutura Martensítica

24 Esferoidização Tratamentos Térmicos Microestrutura esferoidizada de aço 1040 após 21h em 700 o C (4%Picral + 2%Nital 1000x) Partindo de Microestrutura Ferrítica + Perlítica

25 Normalização Austenitização seguida de resfriamento ao ar. Indicada para homogeinização de estrutura apos forjamento e antes da tempera ou revenimento Objetivos fundamentais: - Refino de grão preparo para têmpera - > uninabilidade - Refino de estruturas brutas de fusão - Melhores propriedades mecânicas

26 Aço hipoeutetóide Normalizada Recozida Quantidade de ferrita pró-eutetóide Menor Maior Tamanho da perlita Menor Maior Dureza* Maior Menor Ductilidade Menor Maior * Especialmente para C>0,2%

27 Aço hipereutetóide Quantidade de carbonetos Distribuição dos carbonetos Precipitação de cementita pró-eutetóide no CG * > s taxas de resfriamento Normalizada Menor Melhor Menor* Recozida Maior Pior Maior

28 Normalização Tratamentos Térmicos