Propriedades mecânicas dos Aços-C

• <0,15% -aço extra-doce

• 0,15 – 0,30 – aço doce

• 0,30-0,40 – aço meio doce

• 0,40-0,60 – aço meio duro

• 0,60 – 0,70 - aço duro

• 0,70 – 1,20 – aço extra-duro

Classificação dos aços quanto ao teor de carbono

Propriedades mecânicas dos Aços-C

1.Densidade 7,8 g/cm3

2.Temperatura de fusão entre 1250 a 1450oC

ou

Aços Baixo Carbono com 0,10 a

0,25% C

Aços Médio Carbono com 0,25 a

0,55% C

Aços Elevado Carbono com 0,55 a

1,0% C

Caraterísticas do Carbono nos aços

1.Aços com menos de 0,03% C formam pequenos nódulos de

perlita. Nesta quantidade elas têm pouco efeito na tenacidade;

2.A medida que %C cresce a quantidade de perlita aumenta

influindo no decréscimo de ductilidade e de tenacidade

3.O teor crescente de perlita endurece o aço e aumenta sua

resistência mecânica;

4.A má soldabilidade dos aços com alto %C é devido a formação de

carbonetos Fe3C e martensita, ambos frágeis, tendendo a formar

fissuras.

5.Modifica radicalmente a temperabilidade dos aços;

6.Modifica a usinabilidade devido a resistência a abrasão dos

carbonetos Fe3C.

Efeito do Carbono nos aços

Propriedades mecânicas dos Aços-C

Limitações dos Aços Carbono

1. Não conseguem alcançar limite de resistência acima de 700 MPa sem perder tenacidade e ductilidade.

2. Pouca profundidade de têmpera.

3. Necessidade de velocidade muito alta de resfriamento para obtenção de martensita, gerando distorção da peça e formação de trincas.

4. Possuem baixa resistência ao impacto em baixa temperatura

5. Baixa resistência a corrosão.

6. Fácil oxidação em elevadas temperaturas.

Principais elementos adicionados aos Aços Carbono Ni, Cr, Mo, Mn, Si e V.

Propriedades mecânicas dos Aços-C

Aço carbono é uma liga Fe+C, mas pode conter outros elementos

residuais do processo siderúrgico.

1.Até 1,65% de Mn;

2.Até 0,25% de Si;

3.Até 0,04% P;

4.Até 0,05% S;

1.São usados quando não existem requisitos de resistência mecânica

e resistência à corrosão muito severa.

2.Quando a temperatura de utilização não é elevada

3.Geralmente os aços ao carbono necessitam de um revestimento

(pintura, galvanização...)

Aplicações dos aços carbono

Propriedades mecânicas dos Aços-C

Vantagens: • Custo relativamente baixo

• Pouca exigência de tratamentos térmicos

As propriedades são função da:

- Composição química: teor de C e outros elementos de liga (Cr, Ni,

Mo, W, Al, etc);

- Estrutura interna: tamanho de grão, tipo de reticulado, imperfeições

ou defeitos cristalinos (dependendo de algum tipo de tratamento

térmico ou não).

Propriedades mecânicas dos Aços-C

Propriedades mecânicas dos Aços-C

Composição química: em condições de resfriamento

lento (transformação total da austenita), o elemento mais

importante é a quantidade de carbono.

Quanto maior quantidade de carbono:

1) Maior Lesc (Aumento da resistência mecânica);

2) Maior dureza;

3) Redução da ductilidade (menor alongamento e

estricção);

4) Redução da tenacidade (menor resistência ao choque).

Propriedades mecânicas dos Aços-C

Microestrutura é afetada pela:

1) Composição (ferrita e perlita, somente perlita ou perlita

e cementita);

2) Estado ou condição do aço, se foi fundido, trabalhado a

quente (laminado ou forjado) ou a frio (encruado);

3) Tamanho do grão austenítico

4) Velocidade de resfriamento.

Propriedades mecânicas dos Aços-C

Estado ou condição:

1) Fundido: granulação grosseira, tipo dendrítico

(resfriamento lento no molde);

2) Trabalhado a quente: realizado à temperatura no

estado austenítico, portanto tem-se homogeneidade da

estrutura, destruição da estrutura dendrítica,

recristalização.

3) Trabalho a frio (encruado): fios, fitas, chapas, etc.

Efeito: aumento resistência mecânica, aumento da

dureza, diminuição ductilidade (<alongamento e

estricção).

austenita

Quando a temperatura é inferior a 300°C, a austenita

estável decresce,

praticamente dissolvida

novamente em austenita

instável e novamente

susceptível a transformação

martensítica.

Quanto maior a quantidade de austenita no material, maior é o valor da tenacidade, desde que esta austenita seja estável. As amostras submetidas a resfriamentos mais lentos formam uma austenita mais instável que se transforma mais facilmente sob deformação do que a austenita obtida num resfriamento mais rápido. Desta forma, quando a austenita é estável, proveniente de resfriamentos rápidos, maior é a sua eficiência em conter as trincas que levam à ruptura.

Austenita-martencita

Austenita-martencita

Em resfriamentos lentos, a austenita (Ferro gama) pode se transformar em:

• ferrita + perlita (ferrita +cementita)

• somente perlita

• perlita + cementita

• Ledeburita (glóbulos de perlita c/ fundo de cementita)

Isto ocorre se houver tempo suficiente para permitir o equilíbrio

Devido a isto os metais tem suas propriedades

• modificadas

Resfriamento fora do equilíbrio

• Ocorrências de fases ou transformações em

temperaturas diferentes daquela prevista no

diagrama

• Existência a temperatura ambiente de fases

que não aparecem no diagrama

Transformações de fase

COM DIFUSÃO

- Sem variação no número e composição de fases

Ex: solidificação metal puro e transformação alotrópica

- Com variação no número e composição de fases

Ex: Transformação eutética, eutetóide...

SEM DIFUSÃO

- Ocorre com formação de fase metaestável

Ex: transformação martensítica

A maioria das transformações de fase no estado sólido não ocorre

instantaneamente, ou seja, são dependentes do tempo