1

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

DIAGRAMA DE FASE Fe-FeDIAGRAMA DE FASE Fe-Fe33CC

2

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

DIAGRAMA DE FASE Fe-FeDIAGRAMA DE FASE Fe-Fe33CCTRANSFORMAÇÃO ALOTRÓPICATRANSFORMAÇÃO ALOTRÓPICA

+Fe3C

+ll+Fe3C

+Fe3CCCC

CFC

CCC

+

+l

As fases As fases , , e e são soluções sólidas são soluções sólidas com Carbono intersticialcom Carbono intersticial

3

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

DIAGRAMA DE FASE Fe-FeDIAGRAMA DE FASE Fe-Fe33CCTRANSFORMAÇÔESTRANSFORMAÇÔES

+ll+Fe3C

+l

PERITÉTICA

+l EUTÉTICA

l +Fe3C

EUTETÓIDE

+Fe3CAÇO FOFO

4

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS FERRO PUROFERRO PURO

FERRO PUROFERRO PURO

FERRO FERRO = FERRITA = FERRITA FERRO FERRO = =

AUSTENITAAUSTENITA FERRO FERRO = FERRITA = FERRITA

TF= 1534 TF= 1534 CC As fases As fases , , e e são são

soluções sólidas soluções sólidas com Carbono com Carbono intersticialintersticial

cfc

ccc

ccc

5

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

Ferro Puro /Formas Ferro Puro /Formas AlotrópicasAlotrópicas

FERRO FERRO = FERRITA = FERRITA

Estrutura= cccEstrutura= ccc Temperatura Temperatura

“existência”= até 912 “existência”= até 912 CC Fase Magnética até 768 Fase Magnética até 768

C (temperatura de C (temperatura de Curie)Curie)

Solubilidade máx do Solubilidade máx do Carbono= 0,02% a 727 Carbono= 0,02% a 727 CC

FERRO FERRO = AUSTENITA = AUSTENITA

Estrutura= cfc (tem + Estrutura= cfc (tem + posições intersticiais)posições intersticiais)

Temperatura Temperatura “existência”= 912 -“existência”= 912 -13941394CC

Fase Não-MagnéticaFase Não-Magnética Solubilidade máx do Solubilidade máx do

Carbono= 2,14% a Carbono= 2,14% a 11481148CC

6

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

Ferro Puro /Formas Ferro Puro /Formas AlotrópicasAlotrópicas

FERRITA AUSTENITA

7

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

Ferro Puro /Formas Ferro Puro /Formas AlotrópicasAlotrópicas

FERRO FERRO = FERRITA = FERRITA Estrutura= ccc Estrutura= ccc Temperatura “existência”= acima de Temperatura “existência”= acima de

13941394CC Fase Não-MagnéticaFase Não-Magnética É a mesma que a ferrita É a mesma que a ferrita Como é estável somente a altas Como é estável somente a altas

temperaturas não apresenta interesse temperaturas não apresenta interesse comercialcomercial

8

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS Sistema Fe-FeSistema Fe-Fe33CC

Ferro Puro=Ferro Puro= até 0,02% de Carbono até 0,02% de Carbono Aço=Aço= 0,02 até 2,06% de Carbono 0,02 até 2,06% de Carbono Ferro Fundido=Ferro Fundido= 2,1-4,5% de 2,1-4,5% de

CarbonoCarbono FeFe33C (CEMENTITA)=C (CEMENTITA)= Forma-se Forma-se

quando o limite de solubilidade do quando o limite de solubilidade do carbono é ultrapassado (6,7% de C)carbono é ultrapassado (6,7% de C)

9

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS CEMENTITA (FeCEMENTITA (Fe33C)C)

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

É dura e frágilÉ dura e frágil é um composto intermetálico é um composto intermetálico

metaestável, embora a velocidade de metaestável, embora a velocidade de decomposição em ferro decomposição em ferro e C e C seja muito seja muito lentalenta

A adição de Si acelera a decomposição A adição de Si acelera a decomposição da cementita para formar grafitada cementita para formar grafita

10

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA Fe-FeFe-Fe33C (EUTÉTICO)C (EUTÉTICO)

LIGA EUTÉTICALIGA EUTÉTICA: corresponde à liga de : corresponde à liga de mais baixo de fusãomais baixo de fusão

Líquido Líquido FASE FASE ( (austenita) + cementitaaustenita) + cementita

- Temperatura= 1148 - Temperatura= 1148 CC- Teor de Carbono= 4,3%- Teor de Carbono= 4,3% As ligas de Ferro fundido de 2,1-4,3% de C são As ligas de Ferro fundido de 2,1-4,3% de C são

chamadas de ligas hipoeutéticaschamadas de ligas hipoeutéticas As ligas de Ferro fundido acima de 4,3% de C As ligas de Ferro fundido acima de 4,3% de C

são chamadas de ligas hipereutéticassão chamadas de ligas hipereutéticas

11

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

PONTOS IMPORTANTES DO PONTOS IMPORTANTES DO SISTEMA Fe-FeSISTEMA Fe-Fe33C (EUTETÓIDE)C (EUTETÓIDE)

LIGA EUTETÓIDE LIGA EUTETÓIDE corresponde à liga corresponde à liga de mais baixa temperatura de de mais baixa temperatura de transformação sólidatransformação sólida

AustenitaAustenita FASE FASE (FERRITA) + (FERRITA) + CementitaCementita

- - Temperatura= 725 Temperatura= 725 CC- Teor de Carbono= 0,8 %- Teor de Carbono= 0,8 % Aços com 0,02-0,8% de C são chamadas de aços Aços com 0,02-0,8% de C são chamadas de aços

hipoeutetóidehipoeutetóide Aços com 0,8-2,1% de C são chamadas de aços Aços com 0,8-2,1% de C são chamadas de aços

hipereutetóideshipereutetóides

12

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

MICROESTRUTURAS / MICROESTRUTURAS / EUTETÓIDEEUTETÓIDE Supondo resfriamento lento para manter o Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrioequilíbrio

É similar ao eutético É similar ao eutético Consiste de lamelas alternadas de fase Consiste de lamelas alternadas de fase

(ferrita) e Fe(ferrita) e Fe33C (cementita) C (cementita) chamadachamada de de

PERLITAPERLITA FERRITA FERRITA lamelas + espessas e claraslamelas + espessas e claras CEMENTITA CEMENTITA lamelas + finas e escuraslamelas + finas e escuras Propriedades mecânicas da perlita Propriedades mecânicas da perlita

• intermediária entre ferrita (mole e dúctil) e intermediária entre ferrita (mole e dúctil) e cementita (dura e frágil)cementita (dura e frágil)

13

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

MICROESTRUTURAS / MICROESTRUTURAS / EUTETÓIDEEUTETÓIDE

14

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

MICROESTRUTURAS MICROESTRUTURAS /HIPOEUTETÓIDE/HIPOEUTETÓIDE Supondo resfriamento lento para manter o Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrioequilíbrio

Teor de Carbono = Teor de Carbono = 0,002- 0,8 %0,002- 0,8 %

Estrutura Estrutura

Ferrita + PerlitaFerrita + Perlita As quantidades de As quantidades de

ferrita e perlita variam ferrita e perlita variam conforme a conforme a

% de carbono e podem % de carbono e podem ser determinadas pela ser determinadas pela regra das alavancasregra das alavancas

Partes claras Partes claras pró pró eutetóide ferritaeutetóide ferrita

15

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

MICROESTRUTURAS MICROESTRUTURAS /HIPEREUTETÓIDE/HIPEREUTETÓIDE Supondo resfriamento lento para manter o Supondo resfriamento lento para manter o equilíbrioequilíbrio

Teor de Carbono = 0,8-Teor de Carbono = 0,8-2,06 %2,06 %

Estrutura Estrutura

cementita+ Perlitacementita+ Perlita As quantidades de As quantidades de

cementita e perlita variam cementita e perlita variam conforme a % de carbono conforme a % de carbono e podem ser determinadas e podem ser determinadas pela regra das alavancaspela regra das alavancas

Partes claras Partes claras pró pró eutetóide cementitaeutetóide cementita

16

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

MICROESTRUTURAS /EUTETÓIDEMICROESTRUTURAS /EUTETÓIDE Supondo resfriamento fora do equilíbrioSupondo resfriamento fora do equilíbrio

EFEITOS DO NÃO-EQUILÍBRIOEFEITOS DO NÃO-EQUILÍBRIO Ocorrências de fases ou transformações Ocorrências de fases ou transformações

em temperaturas diferentes daquela em temperaturas diferentes daquela prevista no diagramaprevista no diagrama

Existência a temperatura ambiente de Existência a temperatura ambiente de fases que não aparecem no diagramafases que não aparecem no diagrama

Cinética das transformações Cinética das transformações equação de Arrhenius: equação de Arrhenius: r=A r=A

expexp-Q/RT-Q/RT

17

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

TRANSFORMAÇÕES DE TRANSFORMAÇÕES DE FASEFASE

COM DIFUSÃOCOM DIFUSÃOo Sem variação no número e composição de fases

Ex: solidificação metal puro e transformação Ex: solidificação metal puro e transformação alotrópicaalotrópica

o Com variação no número e composição de fasesEx: Transformação eutética, eutetóide...Ex: Transformação eutética, eutetóide...

SEM DIFUSÃOSEM DIFUSÃOo Ocorre com formação de fase metaestável

Ex: transformação martensíticaEx: transformação martensítica

A maioria das transformações de fase no estado sólido não ocorre instantaneamente, ou seja, são dependentes do tempo

18

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

CURVAS TTTCURVAS TTT

As curvas TTT estabelecem a As curvas TTT estabelecem a temperatura e o tempo em que temperatura e o tempo em que ocorre uma determinada ocorre uma determinada transformaçãotransformação

Só tem validade para Só tem validade para transformações a temperatura transformações a temperatura constante constante

19

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

CURVAS TTTCURVAS TTT

início final

20

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

CURVAS TTTCURVAS TTT

Temperatura de austenitização

+Fe3C

Perlita

-Como a martensita não envolve difusão, a sua formação ocorre instantaneamente

(independente do tempo, por isso na curva TTT a mesma corresponde a uma reta).

Martensita

21

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

CURVAS TTTCURVAS TTT MICROESTRUTURAS /EUTETÓIDE/DUREZAMICROESTRUTURAS /EUTETÓIDE/DUREZA

Perlita grossa ~86-97HRB

Perlita fina ~20-30HRC

Troostita ~30-40HRC

Bainita superior ~40-45 HRC

Bainita inferior~50-60 HRC

Martensita 63-67 HRC

22

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

RESFRIAMENTO A RESFRIAMENTO A TEMPERATURA TEMPERATURA CONSTANTECONSTANTE

23

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

CURVAS TTTCURVAS TTT /RESFRIAMENTO /RESFRIAMENTO CONTÍNUOCONTÍNUOMICROESTRUTURAS /EUTETÓIDEMICROESTRUTURAS /EUTETÓIDE

A (A (FORNOFORNO)= Perlita )= Perlita grossagrossa

B (B (ARAR)= Perlita + fina )= Perlita + fina (+ dura que a (+ dura que a anterior)anterior)

C(C(AR SOPRADOAR SOPRADO)= )= Perlita + fina que a Perlita + fina que a anterioranterior

D (D (ÓLEOÓLEO)= Perlita + )= Perlita + martensitamartensita

E (E (ÁGUAÁGUA)= Martensita)= MartensitaNo resfriamento contínuo, as curvas TTT deslocam-se um pouco para a direita e para baixo

24

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

CURVAS TTTCURVAS TTT MICROESTRUTURAS /HIPOEUTETÓIDE E MICROESTRUTURAS /HIPOEUTETÓIDE E HIPEREUTETÓIDEHIPEREUTETÓIDE

0,35% C 0,9 %C

+Fe3C

A1

A3Acm

HIPO HIPER

25

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS MICROESTRUTURASMICROESTRUTURAS

MARTENSITAMARTENSITA- A martensita se forma A martensita se forma

quando o resfriamento for quando o resfriamento for rápido o suficiente de forma rápido o suficiente de forma a evitar a difusão do a evitar a difusão do carbono, ficando o mesmo carbono, ficando o mesmo retido em solução. Como retido em solução. Como conseqüência disso, ocorre a conseqüência disso, ocorre a transformação polimórfica transformação polimórfica mostrada ao lado.mostrada ao lado.

- Como a martensita não Como a martensita não envolve difusão, a sua envolve difusão, a sua formação ocorre formação ocorre instantaneamente instantaneamente (independente do tempo).(independente do tempo).

Cúbicode face centrada

AUSTENITA

MARTENSITA

TRANSFORMAÇÃO ALOTRÓPICA COM

AUMENTO DE VOLUME, que leva à concentração de tensões

26

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS MICROESTRUTURASMICROESTRUTURAS

MARTENSITAMARTENSITA

- - É uma solução sólida supersaturada de carbono (não se forma por É uma solução sólida supersaturada de carbono (não se forma por difusão)difusão)

-Microestrutura em forma de agulhas -Microestrutura em forma de agulhas - É dura e frágil (dureza: 63-67 Rc)- É dura e frágil (dureza: 63-67 Rc)- Tem estrutura tetragonal cúbica (é uma fase metaestável, por isso não - Tem estrutura tetragonal cúbica (é uma fase metaestável, por isso não

aparece no diagrama)aparece no diagrama)

Na martensita todo o carbono permanece intersticial, formando uma solução sólida de de Ferro supersaturada com Carbono, que é capaz transformar-se em outras estruturas, por difusão, quando aquecida.

MARTENSITA REVENIDAMARTENSITA REVENIDA- - É obtida pelo reaquecimento da martensita (fase alfa + cementita)É obtida pelo reaquecimento da martensita (fase alfa + cementita)- A dureza cai- A dureza cai- Os carbonetos precipitam- Os carbonetos precipitam- Forma de agulhas escuras- Forma de agulhas escuras

27

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

MARTENSITA MARTENSITA (dureza: 63-67 (dureza: 63-67 Rc)Rc)

Martensita nos aços

Martensita no titânio

A transf. Martensítica ocorre c/ aumento de

volume

28

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS MARTENSITA REVENIDAMARTENSITA REVENIDA

29

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

Fotomicrografia de uma liga de memória de forma (69%Cu-26%Zn-5%Al), mostrando as agulhas de martensita numa matriz de austenita

30

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS PERLITAPERLITA

Perlita fina:

20-30 Rc

Perlita grossa:

86-97 RB

FERRITA

31

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS MICROESTRUTURASMICROESTRUTURAS

BAINITABAINITA

- Ocorre a uma temperatura inferior a do joelho- Ocorre a uma temperatura inferior a do joelho

- Forma de agulhas, contendo - Forma de agulhas, contendo ferrita e cementitaferrita e cementita, que só , que só podem ser vista com microscópio eletrônicopodem ser vista com microscópio eletrônico

Dureza: bainita superior 40-45 Rc e bainita acidular 50-60 Rc

ESFEROIDITAESFEROIDITA

- É obtida pelo reaquecimento (abaixo do eutetóide) da - É obtida pelo reaquecimento (abaixo do eutetóide) da perlita ou bainita, durante um tempo bastante longoperlita ou bainita, durante um tempo bastante longo

TROOSTITATROOSTITA- os carbonetos precipitam de forma globular (forma escura)- os carbonetos precipitam de forma globular (forma escura)- Tem baixa dureza (30-40 Rc)

32

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

Microestrutura da Bainita Microestrutura da Bainita contendo finíssimas agulhas contendo finíssimas agulhas das fasesdas fases

33

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS TRANSFORMAÇÕESTRANSFORMAÇÕES

AUSTENITA

Perlita

( + Fe3C) + a fase

próeutetóide

Bainita

( + Fe3C)

Martensita

(fase tetragonal)

Martensita Revenida

( + Fe3C)

Ferrita ou cementita

Resf. lentoResf. moderado

Resf. Rápido (Têmpera)

reaquecimento

34

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

FATORES QUE AFETAM A FATORES QUE AFETAM A POSIÇÃO DAS CURVAS TTTPOSIÇÃO DAS CURVAS TTT

Teor de carbonoTeor de carbono Tamanho do grão da austenitaTamanho do grão da austenita Composição química Composição química

(elementos de liga)(elementos de liga)

35

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS TEOR DE CARBONOTEOR DE CARBONO

Quanto menor o teor de Quanto menor o teor de carbono (abaixo do eutetóide) carbono (abaixo do eutetóide) mais difícil de se obter mais difícil de se obter estrutura martensíticaestrutura martensítica

36

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

COMPOSIÇÃO COMPOSIÇÃO QUÍMICA/ELEMENTOS DE LIGAQUÍMICA/ELEMENTOS DE LIGA

Quanto maior o teor e o número dos elementos Quanto maior o teor e o número dos elementos de liga, mais numerosas e complexas são as de liga, mais numerosas e complexas são as reaçõesreações

Todos os elementos de liga Todos os elementos de liga (exceto o Cobalto)(exceto o Cobalto)

deslocam as curvas para a direita, retardando deslocam as curvas para a direita, retardando as transformaçõesas transformações

Facilitam a formação da martensitaFacilitam a formação da martensita

*** Conseqüência: em determinados aços pode-se obter martensita mesmo com resfriamento lento

37

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

EFEITO DA COMPOSIÇÃO EFEITO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA/ELEMENTOS DE LIGA NAS QUÍMICA/ELEMENTOS DE LIGA NAS CURVAS TTTCURVAS TTT

AISI 1335AISI 1335 AISI 5140AISI 5140

Mesmo teor de carbono mas com diferentes elementos de liga

38

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

COMPOSIÇÃO COMPOSIÇÃO QUÍMICA/ELEMENTOS DE LIGAQUÍMICA/ELEMENTOS DE LIGA

AISI 4340AISI 4340 neste aço é possível obter bainita por neste aço é possível obter bainita por resfriamento contínuoresfriamento contínuo

39

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

COMPOSIÇÃO COMPOSIÇÃO QUÍMICA/ELEMENTOS DE LIGAQUÍMICA/ELEMENTOS DE LIGA

AISI 1321 cementadoAISI 1321 cementado as linhas Mi e Mf são as linhas Mi e Mf são abaixadas. abaixadas.

Neste aço a formação da martensita não se finaliza, levando a se ter Neste aço a formação da martensita não se finaliza, levando a se ter austenita residual a temperatura ambiente.austenita residual a temperatura ambiente.

40

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

TAMANHO DE GRÃO DA TAMANHO DE GRÃO DA AUSTENITAAUSTENITA

Quanto maior o tamanho de grão mais Quanto maior o tamanho de grão mais para a direita deslocam-se as curvas para a direita deslocam-se as curvas TTTTTT

Tamanho de grão grande dificulta a Tamanho de grão grande dificulta a formação da perlita, já que a mesma formação da perlita, já que a mesma

inicia-se no contorno de grãoinicia-se no contorno de grão

Então, tamanho de grão grande favorece Então, tamanho de grão grande favorece

a formação da martensitaa formação da martensita

41

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

TAMANHO DE GRÃO DA TAMANHO DE GRÃO DA AUSTENITAAUSTENITA

No entanto deve-se evitar tamanho de No entanto deve-se evitar tamanho de grão da austenita muito grande porque:grão da austenita muito grande porque:

Diminui a tenacidadeDiminui a tenacidade Gera tensões residuaisGera tensões residuais É mais fácil de empenarÉ mais fácil de empenar É mais fácil de ocorrer fissurasÉ mais fácil de ocorrer fissuras

42

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

HOMOGENEIDADE DA HOMOGENEIDADE DA AUSTENITAAUSTENITA

Quanto homogênea a austenita mais para Quanto homogênea a austenita mais para a direita deslocam-se as curvas TTTa direita deslocam-se as curvas TTT

Os carbonetos residuais ou regiões ricas Os carbonetos residuais ou regiões ricas

em C atuam como núcleos para a em C atuam como núcleos para a formação da perlitaformação da perlita

Então, uma maior homogeneidade Então, uma maior homogeneidade favorece a formação da martensitafavorece a formação da martensita

43

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

TRATAMENTOS TÉRMICOS TRATAMENTOS TÉRMICOS E CONTROLE DA E CONTROLE DA MICROESTRUTURAMICROESTRUTURA

Finalidade:Finalidade:

Alterar as microestruturas e como Alterar as microestruturas e como consequência as propriedades consequência as propriedades mecânicas das ligas metálicasmecânicas das ligas metálicas

44

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

OBJETIVOS DOS OBJETIVOS DOS TRATAMENTOS TÉRMICOSTRATAMENTOS TÉRMICOS

- Remoção de tensões internas- Remoção de tensões internas

- Aumento ou diminuição da dureza- Aumento ou diminuição da dureza

- Aumento da resistência mecânica- Aumento da resistência mecânica

- Melhora da ductilidade- Melhora da ductilidade

- Melhora da usinabilidade- Melhora da usinabilidade

- Melhora da resistência ao desgaste- Melhora da resistência ao desgaste

- Melhora da resistência à corrosão- Melhora da resistência à corrosão

- Melhora da resistência ao calor- Melhora da resistência ao calor

- Melhora das propriedades elétricas e magnéticas- Melhora das propriedades elétricas e magnéticas

45

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

Influência da temperatura Influência da temperatura nos nos Tratamentos TérmicosTratamentos Térmicos

Geralmente o aquecimento é feito Geralmente o aquecimento é feito acima da linha crítica (A1 no acima da linha crítica (A1 no diagrama de fases Fe-Fediagrama de fases Fe-Fe33C)C)

A austenita é geralmente o ponto A austenita é geralmente o ponto de partida para as transformações de partida para as transformações posteriores desejadasposteriores desejadas

46

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

Influência da temperatura Influência da temperatura nos nos Tratamentos TérmicosTratamentos Térmicos

Quanto mais alta a temperatura Quanto mais alta a temperatura acima da linha crítica (A1 no acima da linha crítica (A1 no diagrama de fases Fe-Fediagrama de fases Fe-Fe33C):C):

maior a segurança da completa maior a segurança da completa dissolução das fases na austenitadissolução das fases na austenita

maior será o tamanho de grão da maior será o tamanho de grão da

austenita austenita (* não é bom)(* não é bom)

47

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

Influência do Tempo nos Influência do Tempo nos Tratamentos TérmicosTratamentos Térmicos

Quanto maior o tempo na temperatura Quanto maior o tempo na temperatura de austenitização:de austenitização:

maior a segurança da completa maior a segurança da completa dissolução das fases na austenitadissolução das fases na austenita

maior será o tamanho de grão da maior será o tamanho de grão da austenita austenita (*não é bom)(*não é bom)

Tempos longos facilitam a oxidação e a descarbonetação

48

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

Influência do Influência do Resfriamento nos Resfriamento nos Tratamentos TérmicosTratamentos Térmicos

É o mais importante porque é ele É o mais importante porque é ele que efetivamente determinará a que efetivamente determinará a microestrutura, além da microestrutura, além da composição do aço (teor de composição do aço (teor de Carbono e elementos de liga)Carbono e elementos de liga)

49

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

Principais Tratamentos Principais Tratamentos TérmicosTérmicos

Tratamentos Térmicos

Recozimento

NormalizaçãoTempera

e Revenido

Esferoidização ou Coalescimento

•Total ou Pleno•Isotérmico•Alívio de tensões•Recristalização

50

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS RECOZIMENTORECOZIMENTO

Objetivos:Objetivos:- Remoção de tensões internas devido aos - Remoção de tensões internas devido aos

tratamentos mecânicostratamentos mecânicos

- Diminuir a dureza para melhorar a - Diminuir a dureza para melhorar a usinabilidadeusinabilidade

- Alterar as propriedades mecânicas como a - Alterar as propriedades mecânicas como a resistência e ductilidaderesistência e ductilidade

- Ajustar o tamanho de grão- Ajustar o tamanho de grão

- Melhorar as propriedades elétricas e magnéticas- Melhorar as propriedades elétricas e magnéticas

- Produzir uma microestrutura definida- Produzir uma microestrutura definida

51

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS NORMALIZAÇÃONORMALIZAÇÃO

Objetivos:Objetivos:

Refinar o grãoRefinar o grão

Melhorar a uniformidade da Melhorar a uniformidade da microestrutramicroestrutra

*** É usada antes da têmpera e *** É usada antes da têmpera e revenidorevenido

52

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS TÊMPERA E REVENIDOTÊMPERA E REVENIDO

Objetivos:Objetivos: Obter estrutura matensítica que promove:Obter estrutura matensítica que promove:

- Aumento na dureza- Aumento na dureza

- Aumento na resistência à tração- Aumento na resistência à tração

- redução na tenacidade- redução na tenacidade

*** A têmpera gera tensões *** A têmpera gera tensões deve-se fazer deve-se fazer revenido posteriormente revenido posteriormente

53

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS REVENIDOREVENIDO

*** Sempre acompanha a têmpera*** Sempre acompanha a têmpera

Objetivos:Objetivos:- Alivia ou remove tensões- Alivia ou remove tensões

- Corrige a dureza e a fragilidade, - Corrige a dureza e a fragilidade, aumentando a dureza e a aumentando a dureza e a tenacidadetenacidade

54

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

ESFEROIDIZAÇÃO OU ESFEROIDIZAÇÃO OU COALESCIMENTOCOALESCIMENTO

ObjetivoObjetivoProdução de uma estrutura globular ou Produção de uma estrutura globular ou

esferoidal de carbonetos no aço esferoidal de carbonetos no aço

melhora a usinabilidade, melhora a usinabilidade, especialmente dos aços alto especialmente dos aços alto carbonocarbono

facilita a deformação a friofacilita a deformação a frio

55

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

Tratamentos Térmicos

RecozimentoTotal ou Pleno

RecozimentoIsotérmico

Normalização

Tempera e Revenido

Resfriamento Lento

(dentro do forno)Resfriamento

ao ar

56

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

OUTROS TRATAMENTOS OUTROS TRATAMENTOS TÉRMICOSTÉRMICOSTRATAMENTO SUB-ZEROTRATAMENTO SUB-ZERO

Alguns tipos de aço, especialmente os Alguns tipos de aço, especialmente os alta liga, não conseguem finalizar a alta liga, não conseguem finalizar a transformação de austenita em transformação de austenita em martensita.martensita.O tratamento consiste no resfriamento O tratamento consiste no resfriamento do aço a temperaturas abaixo da do aço a temperaturas abaixo da ambienteambienteEx: Nitrogênio líquido: -170oCEx: Nitrogênio líquido: -170oC

Nitrogênio + álcool: -70oCNitrogênio + álcool: -70oC

57

Ele

ani M

aria

da

Cos

ta -

DE

M/P

UC

RS

OUTROS TRATAMENTOS OUTROS TRATAMENTOS TÉRMICOSTÉRMICOS MARTEMPERA E MARTEMPERA E AUSTEMPERAAUSTEMPERA

alternativas para evitar distorções e trincas