Curso - Metalografia

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METALOGRAFIA DE LIGAS FERROSAS

Contedo

Noes sobre Diagramas de Fase / Regra das alavancas / Diagrama Fe-C Curvas de resfriamento contnuo / Tratamentos trmicos / Microestruturas Mecanismos de formao de austenita retida / Microestruturas / Tamanho de gro Noes de recristalizao / crescimento de gro / esferoidizao x coalescimento Generalidades / Microestruturas diversas

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Diagrama de Fases - Regra das Alavancas

T T1

+T2

Fase a b

A liga com composio Xliga resfriada da tamperatura T1 at T3 Em T1: 100% fase Em T3: 100% fase Em T2: 100% fases + , onde:

T3 A

Fase X1 Xliga X2 B

b % = a+bsendo: a = Xliga - X1 b = X2 - Xliga

a % = a+b

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Diagrama de Fases Fe-C

(Austenita911 C CFC)

723 C

+ + Fe3C

+ Fe3C

(FerritaCCC) 0,02INA BRASIL QA - METALURGIA

0,8OUT / 2001

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Curvas de Resfriamento Contnuo

A

F

Par u ar e p m T t e

1 Ferrita e perlita grossa (Recozimento) 2 Ferrita e perlita fina (Normalizao) 3 Bainita (Austmpera) 4 - Martensita (Tmpera)

B

Ms 4 M 5 3 2 1

TempoINA BRASIL QA - METALURGIA

5 - Troostita, bainita e martensita (Tmpera deficiente)OUT / 2001

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Curvas de Resfriamento Contnuo - Microestruturas

A P B MINA BRASIL

F

Ferrita + Perlita grossa (Recozido)

A P B M 2

F

Ferrita + Perlita fina (Normalizado)

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Curvas de Resfriamento Contnuo - Microestruturas

A P B MINA BRASIL

F

Bainita (Austemperado)

A P B Ms 4 M

F

Martensita (Temperado)

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Curvas de Resfriamento Contnuo - Microestruturas

A P B MINA BRASIL

F

Troostita em toda a camada cementada

Troostita em ao DIN 100Cr6: grande concentrao na superfcie e pontos dispersos na regio do ncleo

5

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Curvas de Resfriamento Contnuo - Microestruturas

Troostita ao longo de toda a camada cementada

Troostita no final da camada cementada (zona de transio)INA BRASIL QA - METALURGIA OUT / 2001Para continuar, aperte as teclas de posio do cursor ( ; ) ou clique no boto do mouse. Para sair, aperte a tecla ; ;

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Mecanismos de formao da austenita retida em aos temperados - 1

Temperatura

Incio

Fim

Austenitizao a T1 Austenitizao a T2 Curva de Resfriamento T2 > T1Tempo

Mi Mi Mf Mf

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Mecanismos de formao da austenita retida em aos temperados - 2 Mi a temperatura de incio da transformao martenstica durante o resfriamento de ligas ferrosas, desde que no se atinja a curva i de incio da decomposio da austenita (resfriamento rpido). Mf a temperatura de fim da transformao martenstica, abaixo da qual, no resfriamento, obtm-se uma estrutura constituda 100% de MARTENSITA. Para resfriamentos que terminam entre Mi e Mf, ser obtido uma estrutura mista entre MARTENSITA e AUSTENITA NO TRANSFORMADA ou AUSTENITA RETIDA.Mi M20 M40 M60 M80 Mf

M20 = 20% de transformao martenstica:Portanto:20% de martensita 80% de austenita retida

M60 = 60% de transformao martenstica:Portanto: 60% de martensita 40% de austenita retida

Quanto maior a temperatura de austenitizao, maior ser a dissoluo da cementita (ou carbonetos) e portanto, maior ser o teor de carbono da austenita. Quanto maior o teor de carbono da austenita, mais baixas sero as temperaturas Mi e Mf.QA - METALURGIA OUT / 2001

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Mecanismos de formao da austenita retida em aos temperados - 3AUSTENITIZAO870 C 960 C 1050 C

TMPERA E REVENIMENTOEstado de Fornecimento

Conforme IL 6.004

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Mecanismos de formao da austenita retida em aos temperados - 4Exemplos

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Ao Din 100Cr6 temperado de 830 C e revenido - 1000 X

Ao Din 100Cr6 temperado de 970 C e revenido - 1000 X

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Austenita retida x Tamanho de gro (conforme IL 6.005) - 1

Tamanho de gro 9 - 10 X

Tamanho de gro 8 - 10 X

< 12% Austenita retida - 1000 XINA BRASIL QA - METALURGIA

15% Austenita retida - 1000 XOUT / 2001

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Austenita retida x Tamanho de gro (conforme IL 6.005) - 2

Tamanho de gro 7 - 10 X

Tamanho de gro 6 - 10 X

Tamanho de gro 5 - 10 X

20% Austenita retida - 1000 XINA BRASIL

30% Austenita retida - 1000 XQA - METALURGIA

40% Austenita retida - 1000 XOUT / 2001

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Avaliao de austenita retidaNO ACEITVEL ACEITVEL ACEITVEL

1 Traos visveis: 100 XNO ACEITVEL

3 Traos visveis: 200 XNO ACEITVEL

5 Traos visveis: 500 XACEITVEL

2 Plenamente Visvel: 100 XINA BRASIL

4 Plenamente Visvel: 200 XQA - METALURGIA

6 Plenamente Visvel: 500 XOUT / 2001

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Recristalizao e Crescimento de gro

CRESCIMENTO DE GRO (COALESCIMENTO) RECRISTALIZAO CONFORMAO MECNICA ESTADO PERMANENTE

(SEM TRATAMENTO TRMICO POSTERIOR)INA BRASIL QA - METALURGIA OUT / 2001

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Tamanho de carbonetos - Sistema GKZ (conforme IL 6.003)Aumento: 1000 X

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2.0

GKZ 1

2.1

GKZ 2

2.1

GKZ 3

2.2INA BRASIL

GKZ 4

2.3QA - METALURGIA

GKZ 5

2.3

GKZ 6OUT / 2001

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Tamanho de carbonetos - Exemplos

Ao DIN 100Cr6 - GKZ 1 Carbonetos esferoidizados em matriz ferrtica. Nital 3% - 1000 X

Ao DIN 100Cr6 - GKZ 6 Carbonetos esferoidizados e coalescidos. Nital 3% - 1000 X

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Esferoidizao Irregular

Esferoidizao irregular: embora j seja notada a presena de carbonetos esferoidizados, ainda existe cementita na forma lamelar, morfologia tpica da estrutura perltica. Esta estrutura conhecida como perlita esboroada.10 m

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Ao DIN 100Cr6 - Tratamento Trmico - 1Estado ESFEROIDIZADO / RECOZIDO: matriz ferrtica com carbonetos esferoidizados

Ataque: nital

10 m

Estado NORMALIZADO: gros totalmente perlticos (perlita fina) com cementita primria (pr-eutetide) em contornos de gro. Ataque: nitalINA BRASIL QA - METALURGIAPara continuar, aperte as teclas de posio do cursor ( ; ) ou clique no boto do mouse. Para sair, aperte a tecla ; ; 10 m

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Ao DIN 100Cr6 - Tratamento Trmico - 2Estado ESFEROIDIZADO, TEMPERADO E REVENIDO: matriz martenstica com carbonetos esferoidizados que no foram totalmente dissolvidos durante a etapa de austenitizao. Ataque: nital

10 m

Estado NORMALIZADO, TEMPERADO E REVENIDO: gros martensticos cercados por uma rede de cementita em contornos de gro, resultando numa estrutura fragilizada. Note-se a total ausncia de carbonetos esferoidizados, Ataque: nitalINA BRASIL QA - METALURGIAPara continuar, aperte as teclas de posio do cursor ( ; ) ou clique no boto do mouse. Para sair, aperte a tecla ; ; 10 m

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Ao DIN 100Cr6 - Efeitos do ataquePara duas condies do material, pode-se observar, em cada caso, 4 micrografias distintas, cujas diferenas podem ser atribudas a: - Tempos de ataque distintos; - Concentraes distintas do reagente; - Condies de iluminao (e /ou filtros) do microscpio distintas.ESFEROIDIZADO TEMPERADO E REVENIDO

10 m

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Defeitos de tratamento trmicoTEMPO INSUFICIENTE Martensita revenida (fase escura), ferrita (fase branca) e carbonetos esferoidizados dispersos por ambas as fases: microestrutra resultante de tempo insuficiente para completa austenitizao do material. Ataque: nital10 m

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Defeitos de tratamento trmico

Descarbonetao de tratamento trmico de tmpera: a camada descarbonetada acompanha o perfil da pea.

Descarbonetao proveniente do estado de fornecimento da MATRIA-PRIMA. As regies usinadas (indicadas pelas setas) removeram a regio descarbonetada.

Aspecto da martensita de baixo teor de C, decorrente do processo de descarbonetao.INA BRASIL QA - METALURGIA OUT / 2001Para continuar, aperte as teclas de posio do cursor ( ; ) ou clique no boto do mouse. Para sair, aperte a tecla ; ;

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Defeitos de tratamento trmico

Rede de cementita em contorno de gro na camada cementada, causada por excesso de carbono na superfcie da pea. Filme contnuo de cementita na superfciaINA BRASIL QA - METALURGIA OUT / 2001Para continuar, aperte as teclas de posio do cursor ( ; ) ou clique no boto do mouse. Para sair, aperte a tecla ; ;

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Defeitos de tratamento trmico

Falha localizada na camada cementada: ineficincia de penetrao de carbono em pontos da superfcie pela presena de algum agente inibidor (por exemplo: partcula aderida superfcie)

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Defeitos de tratamento trmico

Austenita retida na camada cementada, decorrente de superaquecimento e/ou elevado tempo de permanncia na temperatura de austenitizao. Ataque: nital 200 XINA BRASIL

Presena excessiva de troostita em camada cementada.

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Defeitos de tratamento trmico

POROSIDADE em camada nitrocarbonetada. Ataque: nital 1000 X

Ncleo de pea cementada: ao baixo carbono, com ferrita e martensita Ataque: nital 200 X

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Queima de Retfica50 X

500 X

500 X Ao lado (a esquerda): Queima de retfica SEM retmpera (queima escura) Acima: Queima de retfica COM retmpera (queima branca)

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