1

Prof

. Car

lo

- UEZ

O

AOS

2

Prof

. Car

lo

- UEZ

O

AO

O QUE ?

3

Prof

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- UEZ

O

PRINCIPAIS IMPUREZAS

Si, Mn, P, S, Al (formam geralmente incluses no-metlicas)

Elementos fragilizantes?

4

Prof

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O

5

Prof

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lo

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O

6

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O

7

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O

COMPORTAMENTO DOS AOS

+Fe3C

+ll+Fe3C

+Fe3CCCC

CFC

CCC

+

+l

As fases As fases , , e e so solues slidas so solues slidas com Carbono intersticialcom Carbono intersticial

MAGNTICO

AOS

8

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O

9

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O

FERRO PURO

FERRO = FERRITA FERRO = AUSTENITA FERRO = FERRITA TF= 1534 C As fases , e FORMAM solues slidas com Carbono intersticial

CARBONO

10

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O

Caractersticas das Fases do Ferro

FERRO = FERRITA

Estrutura= ccc Temperatura

existncia= at 912 C

Fase Magntica at 768 C (temperatura de Curie)

Solubilidade mx do Carbono= 0,02% a 727 C

FERRO = AUSTENITA Estrutura= cfc

(tem + posies intersticiais)

Temperatura existncia= 912 -1394C

Fase No-Magntica

Solubilidade mx do Carbono= 2,14% a 1148C

FERRO = FERRITA Estrutura= ccc

Temperatura existncia= acima de 1394C

Fase No-Magntica

a mesma que a ferrita

Como estvel somente a altas temperaturas no apresenta interesse comercial

11

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O

CEMENTITA (FE3C)

Forma-se quando o limite de solubilidade do carbono ultrapassado (6,7% de C)

dura e frgil um composto intermetlico metaestvel,

embora a velocidade de decomposio em ferro e C seja muito lenta

A adio de Si acelera a decomposio da cementita para formar grafita

12

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O

COMPORTAMENTO DOS AOS

A presena de elementos de liga muda as linhas do diagrama de fase Fe-C

Alguns elementos de liga atuam como estabilizadores da austenita e outros da ferrita

13

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OMATERIAIS METLICOS

FERROSOS NO FERROSOS

Ligas Fe-C

Ferros fundidos

AosSem ligaBaixa ligaHSLALigados

Outras Fe Fe-Ni

Fe-Cr(-Ni)

FerrticosAustenticosMartensticosDuplexPH

Fe-C-Mn

Ligas leves

Ligas Al

Ligas Mg

Ligas Be

Ligas Ti

Ligas Cu

Bronzes

Cu-Ni

Lates

Ligas Ni

Ligas Tm

Ligas Tm

(INOX)

(HADFIELD)

(MARAGING)

(REFRACTRIOS)

Fonte: Prof. Arlindo Silva IST- Portugal

14

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OLIGAS FERRO-CARBONO

AOS FERROS FUNDIDOS

Sem liga ouAo-carbono

0

15

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O

CLASSIFICAO DOS AOS

QUANTO

Composio qumica Estrutura Propriedades ou Aplicao

16

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O

CLASSIFICAO DOS AOS

QUANTO A COMPOSIO Ao-Carbono - sem elemento de liga

(elementos residuais: Si, Mn, P, S)Alto, baixo e mdio teor de carbono

Ao-Liga baixa liga (mximo 3-3,5%) mdia liga alta liga (teor total mnimo de 10-12%)

17

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O

PROPRIEDADES DOS AOS-CARBONO

A resistncia aumenta com o teor de Carbono A ductilidade diminui com o teor de Carbono So aos de relativa baixa dureza Oxidam-se facilmente Suas propriedades deterioram-se a baixas e altas

temperaturas So os mais usados e de mais baixo custo

18

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O

PROPIEDADES DOS AOS BAIXO CARBONOAO BAIXO CARBONO < 0,35% C

Estrutura usualmente ferrtica e perltica So fceis de conformar e soldar So aos de baixa dureza e alta ductilidade

19

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O

MICROESTRUTURA DOS AOS BAIXO TEOR DE CARBONO

Ferrita Perlita

20

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O

APLICAES TPICAS DOS AOS BAIXO CARBONO Entre as suas aplicaes tpicas esto as

chapas automobilstica, perfis estruturais e placas utilizadas na fabricao de tubos, construo civil, pontes e latas de folhas-de-flandres.

21

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O

PROPIEDADES DOS AOS MDIO CARBONO RESFRIADOS LENTAMENTEAO MDIO CARBONO 0,3-0,6% C

So aos de boa temperabilidade em gua Apresentam a melhor combinao de tenacidade e

ductilidade e resistncia mecnica e dureza So os aos mais comuns, tendo inmeras

aplicaes em construo : rodas e equipamentos ferrovirios, engrenagens, virabrequins e outras peas de mquinas que necessitam de elevadas resistncias mecnica e ao desgaste tenacidade.

22

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OMICROESTRUTURA DOS AOS MDIO TEOR DE CARBONO RESFRIADOS LENTAMENTE

Ferrita Perlita

23

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O

PROPIEDADES DOS AOS ALTO CARBONOAO ALTO CARBONO > 0,6% C

Apresentam baixa conformabilidade e tenacidade

Apresentam alta dureza e elevada resistncia ao desgaste

Quando temperados so frgeis

24

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OMICROESTRUTURA DOS AOS ALTO TEOR DE CARBONO RESFRIADOS LENTAMENTE

Somente Perlita

25

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O

PROPRIEDADES DOS AOS AO CARBONO

26

AO-LIGA OU AOS LIGADOS

27

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OFORMA COMO SE ECONTRAM

OS ELEMENTOS DE LIGA

DISSOLVIDOS NA MATRIZ

FORMANDO CARBONETOS

FORMANDO COMPOSTOS

INTERMETLICOS

Fonte: Prof. Arlindo Silva - IST

A presena de elementos de liga muda as linhas do diagrama de fase Fe-C

28

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O

AO-LIGA OU AOS LIGADOSELEMENTOS DE LIGA MAIS COMUNS Cr Ni V Mo W Co B Cu Mn, Si, P, S (residuais)

29

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O

EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA Aumentam a dureza e a resistncia Conferem propriedades especiais como:

Resistncia corroso Estabilidade baixas e altas temperaturas Controlam o tamanho de gro Melhoram a conformabilidade Melhoram as propriedades eltricas e magnticas Diminuem o peso (relativo resistncia especfica)

Deslocam as curvas TTT para a direita

30

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O

CURVAS TTTcada ao tem sua curva caracterstica

incio final

31

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O

CURVAS TTT

Temperatura de austenitizao

+Fe3C

Perlita

-Como a martensita no envolve difuso, a sua formao ocorre instantaneamente (independente do tempo, por isso na curva TTT a mesma corresponde a uma reta).

Martensita

32

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O

MANGANS (residual)

Agente dessulfurante e desoxidante Aumenta a dureza e a resistncia

(%Mn>1%) Baixa a temperatura de transformao da

martensita Entre 11-14% Mn alcana-se alta dureza,

alta ductilidade e excelente resistncia ao desgaste (aplicaes em ferramentas resistentes ao desgaste)

33

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O

ENXOFRE (residual)

Agente fragilizador Se combinado com Mn forma MnS que

pode ser benfico (melhora a usinabilidade) Est presente em altos teores em aos para

usinagem fcil

34

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O

NQUEL

Aumenta a resistncia ao impacto (2-5% Ni) Aumenta consideravelmente a resistncia

corroso em aos baixo carbono (12-20% Ni) Com 36% de Ni (INVAR) tem-se coeficiente

de expanso trmica prximo de zero.

Usado como sensores em aparelhos de preciso

35

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O

CROMO

Aumenta a resistncia corroso e ao calor Aumenta a resistncia ao desgaste (devido

formao de carbetos de cromo) Em aos baixa liga aumenta a resistncia e a

dureza normalmente adicionado com Ni (1:2)

36

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O

MOLIBIDNIO

Em teores < 0,3% aumenta a dureza e a resistncia, especialmente sob condies dinmica e a altas temperaturas

Atua como refinador de gro Melhora a resistncia `a corroso Forma partculas resistentes abraso Contrabalana a tendncia fragilidade de

revenido

37

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O

VANDIO

Forma carbetos que so estveis a altas temperaturas

Inibe o crescimento de gro (0,03-0,25%) e melhora todas as propriedades de resistncia sem afetar a ductilidade

38

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O

TUNGSTNIO

Mantm a dureza a altas temperaturas Forma partculas duras e resistentes ao

desgaste altas temperaturas

Presente em aos para ferramentas

39

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O

SILCIO (residual)

Tem efeito similar ao Nquel Melhora as propriedades de resistncia com pouca

perda de ductilidade Melhora a resistncia `a oxidao Com 2% de Si usado para a confeco de molas Aumenta o tamanho de gro (necessrio para

aplicaes magnticas) Agente desoxidante

40

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O

BORO

um agente endurecedor poderoso (0,001-0,003%)

Facilita a conformao frio Tem efeito 250-750 vezes ao efeito do Ni

100 vezes ao Cr 75-125 vezes ao Mo

Aos microligados

41

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O

ALUMNIO

Facilita a nitretao Agente desoxidante Controla o tamanho de gro pela formao

de xidos ou nitretos

42

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O

COBALTO

Melhora a dureza quente usado em aos magnticos

43

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O

FSFORO (Residual)

Aumenta a resistncia dos aos baixo carbono

Aumenta a resistncia corroso Facilita a usinagem Gera fragilidade frio (0,04-0,025% no

mximo)

44

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O

TITNIO

Reduz a dureza martenstica e a endurecibilidade de aos ao cromo

Impede a formao da austenita em aos ao cromo

45

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O

APLICAES DOS AOS-LIGA Os aos-liga, por serem uma famlia bastante ampla de diferentes tipos

de aos com propriedades bastante distintas, encontram aplicaes igualmente vastas.

Podem ser encontrados em praticamente todos os segmentos industriais, desde a construo civil at a construo naval, passando pela indstria petrolfera, automobilstica e aeronutica.

46

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O

SISTEMA DE CLASSIFICAO DOS AOS

AISI-SAE XXXX1XXX Ao-carbono

10XX Ao-carbono comum11XX teores diferenciados de S12XX teores diferenciados de S e P13XX alto teor de Mn (1,6-1,9%)

47

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O

SISTEMA DE CLASSIFICAO DOS AOS

2XXX Ao ao Nquel3XXX Ao ao Nquel e Cromo4XXX Ao ao Molibidnio

40XX Mo 0,15-0,3%41XX Mo, Cr

43XX Mo, Cr, Ni5XXX Ao ao Cromo6XXX Ao ao Cromo e Vandio8XXX Ao ao Nquel, Cromo e Molibidnio9XXX Outros

48

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O

CLASSIFICAO DOS AOSALTO TEOR DE LIGA

Aos inoxidveis Aos refratrios (resistentes ao calor) Aos para ferramentas

So classificados de maneira diferente

49

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O

CLASSIFICAO DOS AOS

QUANTO A ESTRUTURA Perlticos Martensticos Austenticos Ferrticos Carbdicos

50

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ODIAGRAMA DE FASE Fe-Fe3CTRANSFORMAO ALOTRPICA

+Fe3C

+ll+Fe3C

+Fe3CCCC

CFC

CCC

+

+l

As fases As fases , , e e so solues slidas so solues slidas com Carbono intersticialcom Carbono intersticial

51

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ODIAGRAMA DE FASE Fe-Fe3CTRANSFORMAES

+ll+Fe3C

+l

PERITTICA +l EUTTICA

l +Fe3C

EUTETIDE +Fe3C

AO FOFO

52

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O

AOS PERLTICOS

Aos com no mximo 5% de elementos de liga

As propriedades mecnicas podem ser melhoradas por tratamento trmico

Aos de boa usinabilidade

53

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O

A PERLITA

Constituda de duas fases (Ferrita e Cementita) na forma de lamelas

A ferrita mole e cementita extremamente dura

A dureza depende da espessura das lamelas

54

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O

AOS MARTENSTICOS

Aos com mais de 5% de elementos de liga Apresentam alta dureza Aos de baixa usinabilidade

55

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O

A FASE MARTENSITA

Estrutura TetragonalDuraFrgil

56

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O

AOS AUSTENTICOS

Tem estrutura austentica a temperatura ambiente, devido aos elevados teores de elementos de liga (Ni, Mn, Co)

Exemplo: inoxidveis, no magnticos e resistentes ao calor

57

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O

A FASE AUSTENITA

Estrutura CFC Dctil No magntica

58

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O

AOS FERRTICOS

Tem baixo teor de Carbono Tem elevados teores de elementos de liga

(Cr, W, Si) No reagem tmpera Apresentam estrutura ferrtica no estado

recozido

59

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O

A FERRITA

Estrutura CCC mole magntica

60

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O

AOS CARBDICOS

Apresentam alto teor de Carbono e elementos formadores de carbonetos (Cr, W, Mn, Ti, Nb, Zr)

A estrutura consiste de carbonetos dispersos na matriz sorbtica, austentica ou martenstica, dependendo da composio qumica

So usados para ferramentas de corte e para matrizes

61

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O

CARBONETOS PRECIPITADOS

sorbita esferoidita

62

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O

CLASSIFICAO DOS AOS

QUANTO AS PROPRIEDADES OU APLICAO

Aos para construo mecnica Aos para ferramentas Aos inoxidveis melhor comparar propriedades que composio Na seleo do ao deve-se pesar no s as propriedades necessrias para o uso, mas tambm o processo de fabricao que ser utilizado para fazer o componente

63

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O

CLASSIFICAO DOS AOS

QUANTO AS PROPRIEDADES OU APLICAO Aos para fundio Aos para ferramentas Aos estruturais Aos para nitretao Aos resistentes ao calor Acos para fins eltricos Aos para fins magnticos

64

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O

AOS PARA FUNDIO

QUANTO AS PROPRIEDADES

Boa resistncia, ductilidade e tenacidade

Boa usinabilidade Adequada soldabilidade Boa fluidez A maioria susceptvel

tmpera e revenido

65

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O

AOS PARA FUNDIO

QUANTO OS TIPOS

Aos baixo, mdio e alto carbono Aos-liga de baixo e alto teor de liga

Os produtos de ao obtidos por fundio so dos mais variados tipos, desde peas grandes como cilindros de laminadores

como diversos componentes de mquinas

66

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O

AOS PARA FUNDIO

AOS BAIXO CARBONO Equipamentos eltricos, engrenagens,...

AOS MDIO CARBONO Indstrias automobilstica, ferroviria, naval, tratores,..

AOS ALTO CARBONO Matrizes, cilndros de laminadores, partes de mquinas,...

67

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O

AOS ESTRUTURAIS

QUANTO AS PROPRIEDADES Boa ductilidade para ser conformado Boa soldabilidade Elevado valor de relao de resistncia trao

para limite de escoamento Baixo custo Homogeneidade

68

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O

AOS ESTRUTURAIS

QUANTO AO TIPO

Aos ao carbono (laminados quente) Aos com baixo teor de elemento de liga e alta

resistncia (estruturas de carros e nibus, pontes edifcios)

69

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O

AOS PARA CHAPAS E TUBOS QUANTO AS PROPRIEDADES Excelente deformabilidade Boa soldabilidade Boa ductilidade Baixo custo Dependendo do tipo de aplicao, alta resistncia

corroso e de fcil revestimento Superfcie sem defeitos

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O

AOS PARA CHAPAS E TUBOS QUANTO AO TIPO

O tipo mais comum aos ao carbono comuns ou doce

71

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O

AOS PARA ARAMES E FIOS

QUANTO AS PROPRIEDADES

Excelente resistncia trao (depende da aplicao)

Boa ductilidade para ser conformado

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O

AOS PARA ARAMES E FIOS

QUANTO AO TIPO

Ao baixo Carbono Ao mdio Carbono Ao alto Carbono (0,8-0,95% de C)

Fio de msica ou corda de piano resist. trao de 280 Kgf/mm2

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O

AOS PARA MOLAS

QUANTO AS PROPRIEDADES

Elevado limite de elasticidade Elevada resistncia fadiga Elevada resistncia ao choque

74

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O

AOS PARA MOLAS

QUANTO AO TIPO

Ao carbono (0,5-1,2% de carbono) Para algumas aplicaes usa-se ao liga (Si-

Mn, Cr-V) Exemplos: 6150 (Cr-V) e 9260 (Si-Mn)

75

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OAos microligados - HSLA

So especificados pela resist. e no pela composio

Desenvolvidos a partir dos aos de baixo carbono com pequenas adies de Mn (at 2%) e outros elementos em nveis muito pequenos

Apresentam maior resistncia que os aos de baixo carbono idntico, mantendo a ductilidade e soldabilidade

Destinados a estruturas onde a soldagem um requisito primrio (=>C baixo) e a resistncia importante!

Grande ganho de peso a custo reduzido!

Temp. Transio dctil-frgil muito baixa e tenacidade fractura elevada

Ganho de resistncia obtido por soluo slida dos el. Liga e no por trat. trmico

Nb, Ti, V, N formam precipitados inibindo o cresc. gro e melhoram a tenacidade

Adio de 0,5%Cu max conferem melhor resist. corroso

Fonte: Prof. Arlindo Silva - IST

76

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O

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OAos Microligados Relaminados (a frio com uso do nitrognio lquido como meio de lubrificao )

A laminao controlada confere aos aos microligados, propriedades mecnicas superiores em comparao aos aos com mesmo nvel de elementos de liga, alm de proporcionar boa tenacidade e soldabilidade. As caractersticas finais so obtidas diretamente do processo de laminao quente (constituindo-se um processo termomecnico), o que reduz custo.

A melhora das prop. mecnicas se d pelos seguintes mecanismos de endurecimento: refino de gro, precipitao de segunda fase, transformao de fase, formao de textura soluo slida e encruamento.

Vantagem: Diminuio de espessura na aplicao final, devido alta resistncia

78

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O

Aos tipo ULCB Ultra Low Carbon Bainite foram concebidos entre o final da dcada de 1980 e o

incio da dcada de 1990 Aos com teor extra-baixo de carbono, endurecveis

pela formao de microestrutura baintica, que forma uma subestrutura de discordncias, e pela soluo slida de elementos de liga.

so utilizadas em aplicaes navais militares crticas, como reas de conveses altamente solicitadas do ponto de vista mecnico, superfcies que determinam o curso de belonaves, cascos submetidos presso e paredes de tanques em submarinos convencionais

O boro uma adio indispensvel quando se deseja obter estrutura plenamente baintica em ligas com teor extra-baixo de carbono

79

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O

Aos tipo ULCB Ultra Low Carbon Bainite

Esses aos s so produzidos no Japo (maior potncia siderrgica mundial)

Os aos para fins militares sofrem restries polticas severas, o que dificulta a importao desse material.

80

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OPapel do tratamento termomecnico nos novos aos

solubilizao dos carbonitretos de nibio deformao a alta temperatura

ausncia de recristalizao na austenita provocar o "panquecamento" de seus gros

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O

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O

AOS DE USINAGEM FCIL

QUANTO AS PROPRIEDADES

Elevada usinabilidade

Depende da composio e microestrutura

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O

AOS DE USINAGEM FCIL

QUANTO AO TIPO

Aos com alto teor de enxofre, fsforo e mangans

Adio de metais moles como o Chumbo e Chumbo e BismutoBismuto facilitam a usinagem (srie especial).

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O

AOS DE USINAGEM FCIL

Padro 100 de usinagem

1112%C: no max. 0,13

%Mn: 0,7-1%S: 0,16-023%P: 0,07-0,12

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O

AOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES QUANTO AS PROPRIEDADES Elevada dureza a temperatura ambiente e a quente Boa tenacidade Boa Resistncia ao desgaste Boa Resistncia Mecnica Tamanho de gro pequeno Boa usinabilidade Temperabilidade

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O

AOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES QUANTO AO TIPO

Aos com alto teor de Carbono (0,6-1,3%C) Aos com alto teor de liga de W, V e Cr ou

Mo, Co e outros.

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O

AOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES QUANTO A APLICAOAos-rpido: desenvolvidos para aplicaes de

usinagem em elevadas velocidadesAos para trabalho a quente:desenvolvidos para

utilizao em operaes de punonamento, cisalhamento e forjamento de metais em altas temperaturas sob condies de calor, presso e abraso.

Aos para deformao a frio: desenvolvidos para aplicaes que no envolvam aquecimentos repetidos ou prolongados

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O

AOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZESAos-rpido: aplicaes de usinagem em elevadas

velocidades.Existem duas classificaes que so: ao molibdnio (grupo M) ao tungstnio: (grupo T). Os dois tipos possuem uma performance mais

ou menos semelhante. Os do grupo M, entretanto, tem um custo inicial menor.

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O

91

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O

Aos rpidos: Grupo T

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O

AOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES Aos para trabalho a quente: desenvolvidos

para utilizao em operaes de punonamento, cisalhamento e forjamento de metais em altas temperaturas sob condies de calor, presso e abraso.

So identificados como ao H, no sistema de classificao.

So divididos em trs sub-grupos: ao cromo (H10 H19) ao tungstnio (H21 H26) ao molibdnio (H42 H43).

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O

Aos para trabalho a quente: ao cromo (H10 H19)

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O

AOS PARA FERRAMENTAS E MATRIZES Aos para deformao a frio: por no

conter os elementos de liga necessrios para possuir resistncia a quente, estes aos se restringem a aplicaes que no envolvam aquecimentos repetidos ou prolongados em faixas de temperatura de 205 a 260C.

So divididos em trs grupos: aos temperveis ao ar (grupo A) aos alto-carbono e alto-cromo (grupo D) aos temperveis em leo (grupo O)

95

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O

AOS INOXIDVEIS

QUANTO AO TIPOSo classificados segundo a microestrtura

MartensticosMartensticos (Fe, Cr)(Fe, Cr) endurecidos por TT Ferrticos Ferrticos (Fe, Cr)(Fe, Cr) no endurecveis por TT AustenticosAustenticos (Fe, Cr, Ni)(Fe, Cr, Ni) no endurecveis por TT

so + importantes

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O

TIPOS BSICOS DE AOS INOX

FERRTICOS AUSTENTICOS MARTENSTICOS

0,2%C1,0%C

11%Cr20, %C0,3No podem ser tratados termicamente

17%Cr25 ; 6%Ni20Estrutura austentica temp. ambiente

No podem ser tratados termicamente

Mais resistente corroso

12%Cr18;0,1%C1,2Quando temperados atingem elevados nveis de dureza e resistncia

Fonte: Prof. Arlindo Silva - IST

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O

AOS INOXIDVEIS

Cromo tende a estabilizar a ferrita

Nquel tende a estabilizar a austenita

melhora a resist. corroso a alta temp.

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O

CLASSIFICAO SEGUNDO AISI

SRIE LIGA ESTRUTURA200 Cr, Ni, Mn ou Ni Austentico300 Cr, Ni Austentico400 Somente Cr Ferrtico ou

martenstico500 Baixo Cr (

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O

AOS INOXIDVEIS FERRTICOS

So ferromagnticos, podem possuir boas ductilidade e conformabilidade mas suas caractersticas de resistncia em altas temperaturas so ruins se comparadas dos austenticos.

Sua tenacidade tambm pode ser limitada a baixas temperaturas e em sees pesadas.

No so endurecveis por tratamento trmico e dificilmente por trabalho a frio.

100

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O

AOS INOXIDVEIS FERRTICOS

%C= 0,08-0,12% e %Cr+ 11,5-27% Exemplos

430430 Ind. Qumica, equipamentos de restaurantes e cozinhas,

peas de fornos

0,12 % C14-18% Cr

446446 Apresenta maior resist. corroso

0,35 % C23-27 % Cr

101

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O

AOS INOXIDVEIS AUSTENTICOS

% C= 0,08 ou no mx. 0,25 % Cr= 22, 24 ou 26% Ni= 12, 15 ou 22 No so endurecceis por TT O encruamento aumenta bastante a resistncia Normalmente, possuem excelentes propriedades

criognicas e excelentes resistncias mecnica e corroso em altas temperaturas.

Constituem a maior famlia de aos inoxidveis, tanto em nmero de diferentes tipos quanto em utilizao

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AOS INOXIDVEIS MARTENSTICOS

Cr= MN. 11,5 %

Possuem uma estrutura cristalina martenstica na condio endurecida

Resistentes corroso somente em meios de mdia agressividade

So ferromagnticos Aos para cutelaria e instrumentos cirrgicos

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OUTROS TIPOS DE AOS INOXIDVEIS

Em alguns tipos de aos inox o o Ni Ni substitudo pelo Mnsubstitudo pelo Mn

Ex: Aos ao Cr, Ni, Mn tem propriedades similares aos aos Cr-Ni porm com custo menor

Aos inoxidveis nitrnicos aos com 0,14-0,32% de Nitrognio

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OUTROS TIPOS DE AOS INOXIDVEIS (DUPLEX) So ligas bifsicas baseadas no sistema Fe-Cr-Ni. Estes aos possuem, aproximadamente, a mesma

proporo das fases ferrita e austenita e so caracterizados pelo seu baixo teor de carbono (

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AOS INOXIDVEIS (DUPLEX)Criado na dcada de 1970, esse material

muito usado em ambientes que exigem alta resistncia corroso, como centrfugas para produo de sabonetes em indstrias qumicas e bombas hidrulicas que trabalham na indstria petrolfera e de minerao, em contato com meios lamacentos

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OOUTROS TIPOS DE AOS INOXIDVEIS (ENDURECVEIS POR PRECIPITAO- HP) So ligas cromo-nquel que podem ser

endurecidas por tratamento de envelhecimento. Podem ser austenticos, semi-austenticos ou

martensticos, sendo que a classificao feita de acordo com a sua microestrutura na condio recozida.

Para viabilizar a reao de envelhecimento, muitas vezes se utiliza o trabalho a frio, e a adio de elementos de liga como alumnio, titnio, nibio e cobre.

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Aos Bake-Hardening

Combinam resistncia mecnica e conformabilidade e so adequados para a indstria automobilstica para uso em painis expostos, como portas, tetos e caps.

O material endurece por envelhecimento durante a cura da pintura, possibilitando reduo em espessura/peso, sem perda da resistncia

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AP

LIC

A

E

STI

PO

SAPLICAES

FERRTICOS AUSTENTICOSMARTENSTICOS

Componentes estruturais

Instrumentos de corte

Ferramentas

Resistncia qumica

TanquesPiping

PH

Corroso atmosfrica

Temperatura elevada

Decorao

Componentes estruturais

Molas

405 409 430 430F 446

403 410 414 416 420 431 440A 440B 440C

201202301302303304305308309

17-4 15-5 13-8 17-7 15-7 Mo

310314316317321347304L316L

Fonte: Prof. Arlindo Silva - IST

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PROPRIEDADES MECNICA DOS AOS LIGADOS

Fonte: Prof. Arlindo Silva - IST

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AOS MARAGINGClasse especial de aos de ultra alta resistncia

18-20%Ni, 8-10%Co, 3-5%Mo, presena de Ti, 0,05%C max

Obtm a resistncia pela precipitao de compostos intermetlicos aps tratamento trmico

Antes do tratamento pode ser facilmente trabalhado

Resist. mecnica e tenacidade superiores aos temperados

Resist. corroso idntica aos aos temperados

Excelente soldabilidade e razovel ductilidade

Tenso de cedncia entre 1000 e 2400MPa

Aplicao quase exclusiva na indstria aeroespacial

Especificao atravs da norma ASTM A538 em Grade A, B e C

Fonte: Prof. Arlindo Silva - IST

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AOS HADFIELD (C-Mn)Aos de alta liga com %C entre 1 e 1,4 e %Mn entre 12 a 14

Apresentam grande resistncia e elevada tenacidade

Fceis de soldar => aplicao em peas sujeitas ao desgaste

Resistncia corroso idntica aos aos ao carbono

O Mn traz a austenita at temp. ambiente. A austenita transforma-se em martensita por deformao plstica

Aplicados em ferramentas pneumticas, dentes de escavadoras, mandbulas de mquinas de britar, agulhas de caminho de ferro, etc

Especificao atravs da norma ASTM A128 em vrios Graus

Fonte: Prof. Arlindo Silva - IST

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Tratamentos Trmicos

Finalidade:

Alterar as microestruturas e como consequncia as propriedades mecnicas

das ligas metlicas

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AO + TRATAMENTO TRMICO

O TRATAMENTO TRMICO EST ASSOCIADO DIRETAMENTE COM

O TIPO DE AO.

PORTANTO, DEVE SER ESCOLHIDO DESDE O INCIO DO

PROJETO

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OPrincipais Tratamentos Trmicos

Tratamentos Trmicos

Recozimento

Normalizao Tempera e Revenido

Esferoidizao ou Coalescimento

Total ou PlenoIsotrmicoAlvio de tensesRecristalizao

Reduz a dureza e facilita aasinagem de aosalto carbono

Aumenta a Resist. Mec.e dureza

Conferehomogeneidade

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Tratamentos Trmicos

RecozimentoTotal ou Pleno

RecozimentoIsotrmico Normalizao

Tempera e Revenido

Resfriamento Lento

(dentro do forno) Resfriamento ao ar

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TRATAMENTOS SUPERFICIAIS

Dentes de engrenagem temperadas por induo

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TRATAMENTOS SUPERFICIAIS

OBJETIVO

Endurecimento superficial do ao

visando

aumentar a resistncia ao desgaste e abraso da superfcie

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TIPOS DE ENDURECIMENTO

TEMPERA SUPERFICIAL TRATAMENTOS TERMOQUMICOS

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TMPERA SUPERFICIALUso da chama para tratamento de engrenagem

A profundidade de endurecimento pode ser aumentada pelo prolongamento do tempo de aquecimento. Podem ser atingidas profundidades de at 6,3 mm. O processo uma alternativa de tratamento para peas muito grandes, que no caibam em fornos

Fonte:www.cimm.com.br

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Na tmpera por induo, a pea colocada no interior de uma bobina submetida passagem de corrente alternada. O campo energiza a pea, provocando seu aquecimento. Dependendo da freqncia e da corrente, a taxa e a profundidade de aquecimento podem ser controladas. Devido a estas caractersticas, o processo indicado para tratamento trmico de superfcie. Os detalhes de tratamento so similares ao endurecimento por chama.

Fonte:www.cimm.com.br

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Fonte:www.cimm.com.br

O processo muito preciso em impor aquecimento seletivo sobre reas bem especficas.

Alm disto o processo pode ser feito em alta velocidade, produzindo pouca distoro.

Uso do laser em pea cilndrica (esq.) e aplicao localizada (dir.)

TMPERA POR LASERTMPERA POR LASER

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OO endurecimento por feixe de eltrons similar ao endurecimento por laser. A fonte de energia um feixe de eltrons de alta energia. O feixe manipulado com o uso de espiras eletromagnticas. O processo pode ser automatizado, mas deve ser conduzido sob condies de vcuo, visto que os feixes de eltrons dissipam-se facillmente no ar. Como no caso do laser, a superfcie pode ser endurecida com muita preciso, tanto na profundidade como na posio.

Uso do feixe mostrando equipamento ( esq.) e detalhe pea e fonte (dir.) Fonte:www.cimm.com.br

TMPERA POR FEIXE ELETRNICOTMPERA POR FEIXE ELETRNICO

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2- TRATAMENTOS TERMOQUMICOS DA SUPERFCIE

CEMENTAO NITRETAO CIANETAO CARBO-NITRETAO BORETAO

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CEMENTAO

NITRETAO CIANETAO CARBONITRE-TAO

BORETAO

ADIO DE C ADIO DE N ADIO DE C E NADIO DE

C E N ADIO DE B

SlidaLquidaGasosaPlasma

LquidaGasosaPlasma Lquida Gasosa

Slida

T proc.= acima da temp. crtica (850-950 C

ou mais)Dureza:~65HRC Camada: at

10 mm

T proc.= abaixoda temp. crtica

(500-600C)Dureza:~1000-

1100HVCamada: at

1 mm

T proc.= 650-850 C

Camada: de 0,1a 0,3 mm

T proc.= (700-900 C)

Camada: ~7 mm

T proc.= (900 C)Dureza:

~700-2000HV Camada: 4 h

produz 100 mcrons

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