Tratamentos Térmicos Especiais [22]

Transcrição

1 [22] Martêmpera em Aços: visa interromper o resfriamento pa- ra uniformização da temperatura na peça, minimizando a for- mação de trincas e empenamentos após o processamento. Meios de resfriamento: banho de sal fundido (martêmpera convencional) óleo (martêmpera modificada) d Limitações geométricas: espessura < 13mm Resultado: martensita (revenida) M o s ( C) = C 225Si 27,4Ni 17,7Cr7C 24,3Mn 25,8Mo 1>

2 Meios de resfriamento para martêmpera: óleo: baixo custo mas limitado pela tempe- ratura de utilização (< 250 C) e riscos de incêndio ou explosão. metais/ligas fundidas: alto calor específico mas maior custo e insalubridade. Exemplo: Pb/Sn fundem a 327 e 232 C. 250 C sais metais sais fundidos: custo inferior associado à uma maior faixa de temperaturas. Exemplo: 50% K(NO 3 ) + 40% Na(NO 2 ) + 10% Na(NO 3 ) funde a aproximadamente 130 C. 200 C óleo 150 C 2>

3 Processamento industrial para martêmpera: aço T γ T M T M (óleo) (sal) 1070 / C / C, Mn / Mo / Cr, Mo / Ni, Cr, Mo / Ni, Cr, Mo / Cr, V / Ni, Cr, Mo peças: esp. máx.: 3 a 85mm; peso: 0,1 a 12 kg lote de peças: 100 a 300 kg peso de sal: > 500 kg volume de óleo > 500 litros N.B.: as temperaturas estão expressas em C; o tempo no banho varia entre 4 a 20 minutos, dependendo da geometria e peso da peça. 3>

4 Propriedades mecânicas após a martêmpera: Resultados comparativos do aço ABNT 1095, após a realização da têmpera e da martêmpera: # tratamento dureza impacto (HRC) (J) 1 temperado em água e revenido 53,0 15,7 2 temperado em água e revenido 52,55 18,6 3 martemperado e revenido 53,0 37,3 4 martemperado e revenido 52,8 32,4 4>

5 Austêmpera em Aços: visa garantir o resfriamento neces- sário para a obtenção da bainita, microconstituinte menos re- sistente que a martensita mas com maior tenacidade que esta. Meios de resfriamento: banho de sal fundido metais/ligas fundidas M s ( o C) = Si 353C 27,4Ni 17,7Cr 24,3Mn 25,8Mo Limitações geométricas: espessura < 13mm Resultado: bainita 5>

6 Meios de resfriamento para austêmpera: sais rápida transferência de calor da peça; eliminação da camada de vapor; não ocorre mudanças significativas na viscosidade; estabilidade química durante o tratamento; solúvel em água, facilita a limpeza subseqüente; possível reaproveitamento dos sais já utilizados; efeitos menos nocivos à saúde que os metais fundidos; Temperatura de utilização acima de 150 C 6>

7 Propriedades mecânicas após a austêmpera: Resultados comparativos do aço ABNT 1095, após a realização da têmpera, martêmpera e austêmpera: # tratamento dureza impacto (HRC) (J) 1 temperado em água e revenido 53,0 15,7 2 temperado em água e revenido 52,55 18,6 3 martemperado e revenido 53,0 37,3 4 martemperado e revenido 52,8 32,4 5 austemperado 52,0 61,1 6 austemperado 52,3 54,3 7>

8 Patenteamento: tratamento que visa combinar bons níveis de resistência i mecânica com ductilidade, d possibilitando maiores níveis de deformação plástica no estiramento de arames. Processamento: após austenitização as barras ou arames são resfriados, continuamente, em um banho de chumbo entre 510 a 540 C durante 10 a 90 segundos, resultando numa perlita fina em pequenas seções. 8>

9 Solubilização e Envelhecimento solubilização do soluto formação das zonas G.P. Al-Cu ligas de Al (Al-Cu; Al-Cu-Mg; Al-Mg-Si; Al-Zn-Mg; Al-Zn-Mg-Cu) 548 C; 5,7%Cu formação da fase de transição θ θ = CuAl 2 partículas coerentes θ endurecimento por precipitação após o envelhecimento 9>

10 Solubilização e Envelhecimento: variação de uma propriedade mecânica com o tempo de envelhecimento, realizado em uma temperatura fixa horas 1 Zonas G.P.: os átomos aglomeram-se em certas regiões; 2 Envelhecimento: formação de partículas θ coerentes; 3 Superenvelhecimento: perda de coerência e variações morfológicas; 4 Equilíbrio. 10>

11 Solubilização e Envelhecimento em Aços: após a têmpera os formadores de carbonetos e/ou nitretos t permanecem dissolvidos na martensita. Durante o revenido é possível, dependendo da temperatura, a formação de partículas capazes de promover endurecimento (secundário). envelhecimento carbonetos nitretos carbonitretos intermetálicos aços microligados NbC; TiN; V(C,N) aços maraging (martensitic aging) Ni 3 Mo; Fe 2 Mo 11>

12 Envelhecimento em aços com cromo: matriz ortorrômbico hexagonal CFC matriz (Fe,Cr) 3 C Cr 7 C 3 Cr 23 C 6 A B A a formação do carboneto do tipo Cr 7 C 3 ocorre apenas se haver mais que 1% de Cr. B a formação do carboneto do tipo Cr 23 C 6 ocorre apenas se haver mais que 7% de Cr. 12>

13 Envelhecimento em aços com molibdênio/tungstênio: matriz ortorrômbico hexagonal CFC(D) matriz (Fe,M) 3 C M 2 C M 6 C A B A a formação do carboneto do tipo M 2 C ocorre apenas se haver mais que 4% de M. B a formação do carboneto do tipo M 6 C ocorre apenas se haver mais que 6% de M. 13>

14 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. 14