Finalidade dos tratamentos térmicos:ajuste das propriedades mecânicas através de alterações da microestrutura do material.

[8] Temperabilidade dos aços

1>

Martensita revenidaRecozimento subcrítico possibilita difusão de carbono damartensita TCC, reduzindo a sua distorção e fragilidade.

Revenido

MartensitaResfriamento até temperatura acima de Ms, seguindo-se tratamento isotérmico visando minimizar gradientetérmico na peça. Resfriamento entre Ms e Mf em meiopouco severo.

Martêmpera

Bainita e austenitaretida, cujatransformação forma martensita

Resfriamento rápido até temperatura abaixo do “cotovelo” mas acima de Ms, mantendo-se isotermicamente durante tempo adequado paratransformação bainítica.

Austêmpera

Preponderantementemartensita

Resfriamento normalmente rápido na região crítica(A3:Acm:A1), empregando meios de resfriamento fluidos(óleo, soluções aquosas).

Têmpera

ferrita e perlita finaResfriamento lento (ao ar) após austenitização.Normalização

ferrita e perlitagrosseira

Resfriamento muito lento após austenitização. Recozimento

MicroconstituintesProcedimentoTratamento

Temperabilidade dos aços

2>

aço AISI 4140 – diagrama Transformação-Temperatura-Tempo:

Diagramas TTT e DRC

3>

Composição: 0,37C, 0,77Mn, 0,98Cr, 0,21 Mo. Austenitizado a 845 “C. Tamanho de grão austenítico ASTM 7-8 (22-32μm).

Diagramas TTT e DRC

4>

aço AISI 4140 – Diagrama de Resfriamento Contínuo:

Temperabilidade dos aços

5>

Temperabilidade: capacidade de um dado aço transformar-seem martensita, microconstituinte com a maior resistência mecânica capaz de ser formado nesta mesma liga.

A formação da martensita depende da composição química e da microestrutura da austenita para transformação fora das condiçõesde equilíbrio termodinâmico (taxa de resfriamento).

Assim, um aço com alta temperabilidade é capaz de formar martensita em seções mais espessas (taxas de resfriamento baixas).

alta temperabilidade alta dureza≠

Fatores que afetam a temperabilidade

6>

Microestrutura: tamanhos de grão austenítico mais finos facilitama nucleação dos microconstituintes a serem formados durante otratamento térmico (resfriamento) – razão superfície/volume (S/V).

Composição química: a adição de elementos de liga normalmentecontribui para retardar as transformações de fase em equilíbrio.

+ Mo

Ensaio de temperabilidade (Jominy):

Temperabilidade dos aços

sup. plana

ensaios HRC

7>

distance from quenched end (in)Har

dnes

s, H

RC

20

40

60

0 1 2 3

600

400

200A → M

A →P

0.1 1 10 100 1000

T(°C)

M(start)

Time (s)

0

0%100%

M(finish) MartensiteMartensite + Pearlite

Fine Pearlite

Pearlite

Efeito da composição química: (temperabilidade)

Diagramas Jominy

8>

Efeito do teor de carbono: (dureza)

Diagramas Jominy

9>

Efeito da severidade de têmpera:

Resfriamento na têmpera

10>

Efeito da geometria da peça:

Posiçãocentro

superfície

Taxa de resfriamentobaixaalta

Durezabaixaalta

Estimar a dureza no centro de uma barra de aço AISI 8640,com 3” diâmetro, resfriada em água.

Aplicação curvas Jominy

11>

Estimar a dureza no centro de uma barra de aço AISI 8640,com 3” diâmetro, resfriada em água.

Aplicação curvas Jominy

12>

Resposta:Estima-se que adureza no centro dabarra de aço 8640com 3” seja deaproximadamente42HRC.

aço ARBL produzido como tira a quente:

Diagramas TTT e DRC online

13>

http://calculations.ewi.org/vjp/secure/TTTCCTPlots.asp

Tratamentos Térmicos

Bibliografia:

Chiaverini, V. Aços e Ferros Fundidos. ABM, São Paulo, 5a. ed., 1987, pp. 75-81.

Chiaverini, V. Tecnologia Mecânica. McGraw-Hill, São Paulo, 2a. ed., 1986, pp. 240-244.

American Society for Metals. ASM Handbook, Vol. 4: HeatTreating. 10th ed., 1991.

Callister Jr., W. D.; Rethwisch, D. G. Materials Science and Engineering: an Introduction. 8th ed., John Wiley & Sons, Inc., Danvers, 2010.

14Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Lab. Materiais de Construção Mecânica I.® 2015. Permitida a impressão e divulgação. http://www.feis.unesp.br/#!/departamentos/engenharia-mecanica/grupos/maprotec/educacional/