Transformações de fase em aços [15]

Transcrição

1 [15] Diagrama de equilíbrio transformações muito lentas divergências devido ao processamento industrial Reações / transformações em condições realísticas: resfriamento isotérmico (T-T-T) diagramas resfriamento contínuo 1>

2 Diagrama temperatura-tempo-transformação (TTT): coleta de dados é feita em uma série de tratamentos isotérmicos, visando identificar os tempos necessários para o início e o final de transformação por análise microestrutural. 620 C aço A ponto A ponto B 1080 B C D 1m 1h 1D ponto C ponto D 2>

3 Um outro microconstituinte dos aços: a BAINITA Aspecto morfológico da bainita formada em temperatu- ras inferiores à perlita, constitui-se de finos agregados de placas ou agulhas de ferrita com partículas de Fe 3C. ferrita supersaturada de carbono difusão de carbono para a austenita adjacente difusão de carbono p/ γ e precipitação de cementita em α precipitação da cementita bainita superior bainita inferior ( C) ( C) 3>

4 E outro importante microconstituinte: a MARTENSITA Aspecto morfológico da martensita reação promovida pelo cisalhamento de planos atômicos em temperaturas onde a difusão é menor, constitui-se de finos placas de ferrita supersaturada de carbono (tetragonal). [001]γ [001]α distorção da rede CFC TCC c a = 1 + 0,045 (%pc) [010]α [100]γ [100]α a γ = 3,64 Å a α = 2,86 Å [010]γ resistência e fragilidade elevadas 4>

5 Microestruturas típicas: Bainita inferior vista no microscópio ótico, após transformação parcial da amostra. 20 μm Martensita vista no microscópio ótico, após aquecimento a 1200 C e resfriamento da amostra em água. 5>

6 Diagrama de resfriamento contínuo (CCT) coleta de dados é feita em uma série de amostras submetidas a diferentes taxas de resfriamento, nas quais são identificados o início e o final de transformação de fase. Fatores que afetam as curvas de resfriamento: Composição química Tamanho de grão austenítico Homogeneidade da austenita aço 4340 (Ni, Cr, Mo) TEMPERABILIDADE 6>

7 Efeito da composição química: exceto o cobalto, todos os elementos atrasam o início de transformação. A transformação eutetóide também é influenciada. O carbono abaixa M s. 7>

8 Efeito do tamanho de grão austenítico: a utilização de altas temperaturas de austenitização promove o crescimento do tamanho de grão, cuja tendência é retardar a transformação. Grãos grosseiros possuem menor superfície de interface, o que compromete a nucleação das fases a serem formadas. 8>

9 Efeito da homogeneidade da austenita: verifica-se que quanto maior for a homogeneidade da austenita maiores serão os tempos necessários para que se iniciem as transformações de fase. A presença de inclusões pode contribuir para a nucleação da ferrita, assim como a segregação g de elementos de liga estabilizadores da ferrita (Ti, Sn, P, V, Nb...) podem induzir a uma aceleração da transformação de fase. A homogeneização da austenita é muito importante para o sucesso de tratamentos térmicos como a têmpera dos aços. 9>

10 Efeito do tamanho (espessura) da peça: peças com grande diâmetro possuem maiores gradientes de temperatura, que podem promover a formação de diferentes microestruturas. Temperabilidade: propriedade do aço relacionada à formação de martensita, responsável pelo endurecimento após a têmpera dos aços. 10>

11 Ensaio de temperabilidade (Grossmann): cilindros com diferentes diâmetros são temperados e medidas das de dureza na direção radial são realizadas aço >

12 Ensaio de temperabilidade (Jominy): cilindros padronizados (φ 1 x 4 ) são resfriados por uma das extremidades e medidas de dureza na direção axial são realizadas 12>

13 Bibliografia: Chiaverini, V. Aços e Ferros Fundidos. ABM, 5a. ed., São Paulo, 1987, pp Colpaert, H. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns. Ed. Edgard Blücher, São Paulo, 1974, pp Van Vlack, L. H. Princípios de Ciência dos Materiais. Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 1970, pp Reed-Hill, R. E. Princípios de Metalurgia Física. Ed. Guanabara Dois, Rio de Janeiro, 1982, pp Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Materiais de Construção Mecânica I Permitida a impressão e divulgação. 13