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1 - Introdução ligas ferrosas, as quais são bascd em ligas ferro-carbono, incluem carbono puro aço, ligas de aço e ferramenta, aços inoxidáveis e ferros fundidos. Aços são normalmente produzidas de duas formas: por refino de minério de ferro ou através da reciclagem da sucata de aço (Figura 12-1), Na produção de aço primária, o minério de ferro (óxido de ferro) é aquecido em um alto-forno na presença de coque (carbono) e oxigénio. O carbono reduz o óxido de ferro gusa líquido com monóxido de carbono e dióxido de carbono como subprodutos. Calcário, que ajudam a remover as impurezas, derrete e produz uma escória líquida. Porque o ferro-gusa líquido contém grandes quantidades de carbono, o oxigênio é soprado para ele na fornalha de oxigénio para eliminar o excesso de carbono e produção de aço líquido. Steel também é produzido através da reciclagem de sucata de aço. O recado é frequentemente derretido em um forno são, em que a cura do são derrete a sucata. Muitas ligas e aços especiais também são produzidos com a fusão elétrica. aço líquido é derramado por vezes directamente em moldes para produzir moldes de aço acabado, é também permitido solidificam-se em formas que são posteriormente processadas por uma técnica de moldagem em metal, tais como a laminagem ou forja. Neste último caso, o aço ou é despejado em moldes de lingote ou grande é continuamente lançados formas regulares (como descrito na Figura 8-18). Ali do fortalecimento mcchunisins aplicáveis a pelo menos algumas das ligas ferrosas. Neste capítulo, vamos discutir como (o uso da reação euiectoid para controlar a estrutura e propriedades dos aços através de tratamento térmico e liga Nós também examinar duas classes especiais de ligas ferrosas:. Aços inoxidáveis e ferros fundidos 2 - As designações para Aços O diagrama de fases Fe-Fe3C fornece a base para a compreensão do tratamento e as propriedades dos aços. O diagrama de fases, fases e microconstituintes em aços foram discutidas no Capítulo 11. O ponto de divisão entre os aços e ferros fundidos é de 2,11% C, onde a reação eutética se torna possível. Para aços, nós nos concentramos na parte

Ligas Ferrosas e Metalicas

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SOLUO

1 - Introduo

ligas ferrosas, as quais so bascd em ligas ferro-carbono, incluem carbono puro ao, ligas de ao e ferramenta, aos inoxidveis e ferros fundidos. Aos so normalmente produzidas de duas formas: por refino de minrio de ferro ou atravs da reciclagem da sucata de ao (Figura 12-1),Na produo de ao primria, o minrio de ferro (xido de ferro) aquecido em um alto-forno na presena de coque (carbono) e oxignio. O carbono reduz o xido de ferro gusa lquido com monxido de carbono e dixido de carbono como subprodutos. Calcrio, que ajudam a remover as impurezas, derrete e produz uma escria lquida. Porque o ferro-gusa lquido contm grandes quantidades de carbono, o oxignio soprado para ele na fornalha de oxignio para eliminar o excesso de carbono e produo de ao lquido.Steel tambm produzido atravs da reciclagem de sucata de ao. O recado frequentemente derretido em um forno so, em que a cura do so derrete a sucata. Muitas ligas e aos especiais tambm so produzidos com a fuso eltrica.ao lquido derramado por vezes directamente em moldes para produzir moldes de ao acabado, tambm permitido solidificam-se em formas que so posteriormente processadas por uma tcnica de moldagem em metal, tais como a laminagem ou forja. Neste ltimo caso, o ao ou despejado em moldes de lingote ou grande continuamente lanados formas regulares (como descrito na Figura 8-18).Ali do fortalecimento mcchunisins aplicveis a pelo menos algumas das ligas ferrosas. Neste captulo, vamos discutir como (o uso da reao euiectoid para controlar a estrutura e propriedades dos aos atravs de tratamento trmico e liga Ns tambm examinar duas classes especiais de ligas ferrosas:. Aos inoxidveis e ferros fundidos

2 - As designaes para Aos

O diagrama de fases Fe-Fe3C fornece a base para a compreenso do tratamento e as propriedades dos aos. O diagrama de fases, fases e microconstituintes em aos foram discutidas no Captulo 11. O ponto de diviso entre os aos e ferros fundidos de 2,11% C, onde a reao euttica se torna possvel. Para aos, ns nos concentramos na parte eutetide do diagrama (Figura 12-2), em que as linhas de solubilidade e da isoterma eutetide so especialmente identificados. O / 43 mostra a temperatura na qual ferrite comea a se formar no resfriamento; ACM mostra a Temperatura na qual cementita comea a se formar, eo Al a temperatura eutetide ma. Quase todos dos tratamentos trmicos de um ao so dirigidos para produzir a mistura de ferrita e cementita que d a combinao apropriada das propriedades. Figura 12-3 mostra os trs microconstituintes importantes, ou acordos de ferrita e cementita, que geralmente so soughl. Perlita uma mistura lamelar de ferrita e cementita. Em bainita, que obtido pela transformao da austenita em um subresfriamento grande, a cementita mais arredondado do que em perlita. Tem martensita perado, uma mistura de cementita muito fina e quase redonda na ferrita, martensita se forma quando reaquecido aps a sua formao. As designaes AISI (American Iron and Steel Institute) e SAE (Society of Automotive Engineers) fornecer sistemas de denominao (Tabela 12-1) que utilizam um nmero de quatro ou cinco dgitos. Os dois primeiros nmeros referem-se os principais elementos de liga presentes, e os ltimos dois ou trs nmeros referem-se a percentagem de carbono. Um AISI 1040 o ao um ao-carbono simples com 0,40% C. Um ao SAE 10120 um ao carbono comum contendo 1,20% C. Um ao AISI 4340 uma liga de ao contendo 0,40% C.

SOLUOVoc no tem acesso ao equipamento que permita a voc analisar a composio qumica diretamente. Uma vez que toda a estrutura do ao uma martensita muito fino temperado, voc pode fazer um tratamento trmico simples para produzir uma estrutura que pode ser analisado com mais facilidade. Isso pode ser feito de duas maneiras diferentes.A primeira forma para aquecer o ao a uma temperatura pouco abaixo da AI tem-peratura e mantenha por um longo tempo. O overtempers ao e grande Fe3C forma esferas em uma matriz ferrtica. Em seguida, estimar a quantidade de ferrita e cementilc e calcular o teor de carbono usando a lei da alavanca. Se medirmos 16% Fe3C usando esse mtodo, o teor de carbono Uma abordagem melhor, entretanto, para aquecer o ao acima do A, m para produzir austenita ali. Se o ao, em seguida, resfria-se lentamente, se transforma em perlita e primar) 'microconstituinte. Se, quando fazemos isso, ns estimamos que a estrutura contm perlita de 95% e 5% Fe3C primrio, ento:6,67 - xPearlite% = ---- x 100 = 95 ou x = 1,065% C 6,67-0,77O teor de carbono da ordem de 1,065-1,086%, consistente com um de ao 10110. 3 - Tratamentos Trmicos Simples

Processo de recozimento - Eliminao de trabalho a frio O tratamento trmico de recristalizao usada para eliminar a eflfect de trabalho a frio em aos com menos de cerca de 0,25% C chamado de processo de recozimento. O processo de recozimento feito 80 C a 170 C abaixo da temperatura Al.

Recozimento e normalizao - o reforo da Disperso Aos disperso pode ser reforados atravs do controlo da finura da perlita. O ao inicialmente aquecido para produzir austenita homognea, uma etapa chamada de austenitizao. Annealing, ou um recoze completo, permite que o ao para esfriar lentamente num forno, produzindo perlita grosseira. A normalizao permite que o ao para esfriar mais rpido, no ar, pro o perlita fina. Figura 12-5 mostra as propriedades tpicas obtidas por recozimento e normalizao de aos-carbono simples.Para o recozimento, austenitizao de aos hypoeutectoid feito em cerca de 30 C acima da A}, produzindo 100% y. No entanto, austenitizao de um ao hypereutectoid feito em cerca de 30 C acima da austenita Ait produo e Fe3C; este processo evita a formao de uma pelcula contnua de Fe3C frgeis nos contornos de gro que ocorre no resfriamento lento a partir da regio y 100% . Em ambos os casos, o forno lento pearlite frio e grosseiro fornecer a fora relativamente baixo e boa ductilidade.

Para normalizar, austenitizao feito em cerca de 55 C abo ve o A3 ou Acm, o ao ento retirado do forno e resfriado ao ar. O resfriamento mais rpido d perlita fina e proporciona maior fora.

Spheroidizing - Melhoria da Usinabilidade de aos alto carbono, que contm uma grande quantidade de Fe3C, tm caractersticas de usinagem pobres. Durante o tratamento spheroidizing, que requer vrias horas a cerca de 30 C abaixo da

A ^ o Fe3CSpheroidizing - Melhoria da Usinabilidade de aos alto carbono, que contm uma grande quantidade de Fe3C, tm caractersticas de usinagem pobres. Durante o tratamento spheroidizing, que requer vrias horas a cerca de 30 C abaixo damudanas em geral, partculas esfricas, a fim de reduzir boundarv rea. A microestrutura, conhecido como spheroidite, tem uma matriz contnua de ferrita rnachmable moles (Figura 12-6). Aps a usinagem, o ao dado um tratamento trmico mais sofisticada para produzir as propriedades desejadas. Um vira-latas estrutura similar ao da martensita temperado apenas abaixo do limiar por longos perodos detempo

4 - Tratamentos Isotrmicos

O efeito da temperatura de transformao sobre as propriedades de um ao 1080 (eutetide) foi discutida no Captulo 11. Com a diminuio da temperatura isotrmica de transformao, torna-se progressivamente perlita fina antes de bainita comea a se formar em seu lugar. Em temperaturas muito baixas, martensita obtida.austmpera e recozimento isotrmico O tratamento trmico de transformao isotrmica utilizada para produzir bainita, denominado austmpera, envolve simplesmente austenitizao do ao, extinguindo alguns temperatura abaixo do nariz da curva TTT, e segurando a essa temperatura at ali da austenita se transforma em bainita (Figura 12-7).Recozimento e normalizao so normalmente usados para controlar a finura do ite prola. No entanto, perlita formada por um recozimento isotrmico (Figura 12-7) pode dar mais propriedades uniformes, uma vez que as taxas de resfriamento e microestrutura obtida durante o tratamento trmico e normalizar variam de acordo com a seo transversal do ao.

Efeito do carbono no Diagrama TTT Em qualquer um hypoeutectoid ou ao hypereutectoid, o diagrama TTT deve refletir a possvel formao de uma fase primria. Os diagramas de transformao isotrmica para um 1050 e um ao 10.110 so mostrados na Figura 12-8. A mudana mais notvel a presena de uma "asa", que comea no nariz da curva e se torna assinttica ^ A ou a temperatura de ACM. A ala representa o incio de ferrite (Fs) tempo em ao hipo-eutetide, ou do incio de cementita (Cs) do tempo em aos hypereutectoid.Quando um ao 1050 austenitizadas, extinto, e realizada entre os menos e os de ferrite, A3 primria nucleia e cresce, e posteriormente, uma quantidade de equilbrio de ferrite e austenite resultado. Da mesma forma, cementita primria nucleia e cresce a sua quantidade de equilbrio em um ao 10110 realizadas entre a ACM e / l, ma turas.Se um austenitizadas ao 1050 extinto a uma temperatura entre o nariz ea Em temperaturas, ferrita primria novamente nucleia e cresce at atingir-o da quantidade de equilbrio. O restante da austenita, em seguida, se transforma em perlita. Uma situao semelhante, produzindo cementita primria e perlita, encontrada para o ao hypereutectoid.Se ns saciar abaixo do nariz da curva, apenas formas bainita, independente do teor de carbono do aoOuvirLer foneticamenteDicionrio - Ver dicionrio detalhado

Interrompendo a transformao isotrmica Complicated microestrutura-estruturas so produzidos pela interrupo do tratamento trmico isotrmico. Por exemplo, poderamos austenitize o ao 1050 (Figura 12-9) a 800 C, tmpera a 650 C e manter por 10 s (permitindo alguma ferrita e perlita para formar), e em seguida despejar a 350 rj e segure por lh ( 3,600 s). Seja qual for austenita instvel restava antes de tmpera a 350 C se transforma em bainita. A estrutura final de ferrite, perlita e bainitaOuvirLer foneticamenteDicionrio - Ver dicionrio detalhado

Ns poderamos complicar o tratamento posterior ao interromper o tratamento a 350 C min aps l (60 s) e tmpera. Qualquer austenita remanescente aps l min a 350 C martensita formas. A estrutura final agora contm ferrita, perlita, bainita e martensita. Observe que cada vez que mudar a temperatura, ns comeamos a zero hora!Figura 12-10 mostra a estrutura obtida por interromper a transformao em bainita de um ao C 0,5% de tmpera da austenita remanescente em martensita. Porque essas misturas complexas de microconstituintes produzir propriedades imprevisveis, estas estruturas so raramente produzidos intencionalmente.

5 - tratamentos trmicos de tmpera e revenimento

Podemos obter uma disperso ainda melhor do Fe3C se primeiro extinguir o austenita para produzir martensita, ento pacincia. Durante a tmpera, uma mistura ntima de ferrita e cementita formas da martensita, como discutido no Captulo 11. O temperamento o de tratamento controla a final

Austenita retida H uma expanso de grande volume, quando as formas de austenita martensita. Como a martensita placas formam durante a tmpera, que sur-redonda e isolar pequenas piscinas de austenita (Figura 12-12), que se deformam para acomodar a martensita baixa densidade. No entanto, para as piscinas restante da austenita para transformar, a martensita circundante deve deformar-se. Como o forte resiste martensita a transformao, tanto as rachaduras martensita existentes ou a austenita permanece preso estrutura como austenita retida.

austenita retida pode ser um problema srio. Martensita amolece e torna-se mais dctil durante o revenimento. Aps a tmpera, a austenita retida se resfria abaixo da temperatura Ms e Mf e se transforma em martensita, uma vez que o sur arredondamento martensita revenida pode deformar. Mas agora o ao contm mais martensita, dura e quebradia! A segunda etapa de tmpera pode ser necessrio para eliminar o mar tensite formado a partir da austenita retida.austenita retida tambm mais um problema para os aos de alto carbono. O incio martensita e temperaturas acabamento so reduzidos com o aumento do teor de carbono (Figura 12-13). Aos de alto carbono devem ser refrigerados para produzir martensita ali.

tenses residuais e rachaduras As tenses residuais tambm so produzidos por causa da mudana de volume. A superfcie do ao temperado esfria rapidamente e trans formas de martensita. Quando a austenita no centro mais tarde se transforma, a superfcie dura colocado sob tenso, enquanto o centro comprimido. Se as tenses residuais exceder o limite de elasticidade, rachaduras saciar forma na superfcie (Figura 12-14). No entanto, se primeiro legal para um pouco acima do Ms e espera at que equaliza a temperatura no ao, tmpera posterior permite ali do ao para transformar de martensita na mesma poca. Este tratamento trmico chamado marquenching ou martempering (Figura 12-15).

taxa de atenuao Ao utilizar o diagrama TTT, assumimos que podemos arrefecer a partir da temperatura de austenitizao temperatura de transformao instantnea. Porque isso no verdade, microconstituintes indesejados podem se formar durante tmpera. Por exemplo, perlita pode dar forma como o ao resfria o nariz do passado da curva, principalmente porque o tempo do nariz menos de um segundo em aos-carbono simples.A taxa na qual o ao esfria durante resfriamento depende de vrios fatores. Em primeiro lugar, a superfcie sempre esfria mais rpido do que o centro da pea. Em adio, como o tamanho dos aumentos de lado, a taxa de resfriamento em qualquer local mais lento. Finalmente, a taxa de resfriamento depende da temperatura e transferncia de calor carac-tersticas do meio de resfriamento (Tabela 12-2). Tmpera em leo, por exemplo, pro-duz uma menor taxa de resfriamento H coeficiente, ou mais lento, de tmpera em gua ou em salmoura.

diagramas de resfriamento contnuo de transformao Ns podemos desenvolver um diagrama de resfriamento contnuo atravs da determinao das microestruturas produzidas em ao em vrias taxas de resfriamento. A curva de cc para um ao 1080 mostrado na figura 12.16. O diagrama CCT difere do diagrama ttt

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(Figura 11-19) em que mais vezes so necessrias para as transformaes para comear e nenhuma regio bainita observado. Se esfriar um ao de 1080 a 5 C / s, o diagrama CCT nos diz que devemos obter perlita grosseira, temos o ao galvanizado. Resfriamento a 35 C / s d perlita fina, e um tratamento trmico de normalizao. Refrigerao a 100 C / s permite perlita para comear a formar, mas a reao incompleta e as mudanas austemte restantes para martensita Obtemos martensita 100% e, portanto, so capazes de executar um tratamento trmico de tmpera e temperamento, s se esfriar mais rpido do que 140 C / s. Outros aos, tais como o ao de baixo carbono na Figura 12-17, tm diagramas CCT mais comphcated

6 - Efeito dos elementos de liga

Elementos de liga so adicionados aos aos (a) proporcionar o fortalecimento soluo slida de ferrite (b) provocar a precipitao de carbonetos de liga, em vez de Fe3C, (e) melhorar a resistncia corroso e outras caractersticas especiais do ao, e (d) melhorar a temperabilidade. Melhorar a temperabilidade a mais importante liga m e aos ferramenta. Dureza, em aos-carbono simples, o nariz da TTT e curvas CCT ocorre em tempos muito curtos, da, taxas de resfriamento muito rpidas so necessrias para produzir martensita ali. Em sees finas de ao, a tmpera rpida que produz uma distoro e rachaduras em aos de espessura, que so incapazes de produzir martensita. Ali elementos comuns aloy-ing em ao deslocar a TTT e diagramas CCT para tempos mais longos, permitindo-nos obter martensita ali mesmo em cortes espessos em taxas de resfriamento lento. Figura 12-18 mostra a TTT e curvas CCT para um ao 4340.

Temperabilidade refere-se facilidade com que as formas de martensita. Os aos-carbono tm baixa temperabilidade somente muito altas taxas de resfriamento produzir ali marta aos ligados site tm alta temperabilidade, mesmo no frio do ar pode produzir martensita. Temperabilidade no faz referncia dureza do ao. Um carbono k, ao de alta liga pode facilmente formar martensita, mas, por causa da l, teor de carbono, a martensita no difcil.

Efeito sobre o Diagrama de Fases Quando elementos de liga so adicionados ao ao, o diagrama de fases binrio Fe-Fe3C alterada (Figura 12-19). elementos de liga reduzem o teor de carbono na qual a reao eutetide ocorrer e alterar o A A, e A temperaturas. Um ao contendo C, somente 0,6% hypoeutectoid e que operatc a 700 C sem formao de austenita, o mesmo ao contendo b / Mn so formas hypereutectoid e austenita em 700 C.

Forma dos elementos Diagrama TTT Liga pode introduzir uma "baia" regio no diagrama TTT, como no caso do ao 4340 (Figura 12-18). A regio da baa utilizado como basislor termomecnico a um tratamento trmico conhecido um ausforming. Um ao pode ser austenitizadas, apagaram a regio da baa , Plstica? deformados e, finalmente, extinto para produzir martensita (Figura 12-20). tmpera elementos Revenimento Liga reduzir a taxa de tmpera comparada com a de um ao de carbono simples (Figura 12-21). Este efeito pode permitir a stee liga para operar com mais sucesso em temperaturas mais elevadas do que o carbono pla.n-stee

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7 - Aplicao de temperabilidade

diagramas CCT no esto disponveis para os aos de muitos. Em vez disso, um teste Jominy (Figura 12-22) usado para comparar hardenabilities de aos. Uma barra de ao de quatro polegadas e Iong l polegadas de dimetro austenitizadas, colocada em um dispositivo eltrico, e pulverizados em uma extremidade com gua. Este procedimento produz uma gama de taxas de resfriamento muito rpido, no final apagado, quase de ar de arrefecimento na extremidade oposta. Aps o teste, medies de dureza so feitas ao longo da amostra e conspiraram para produzir uma curva de hard-enabiy (Figura 12-23). A distncia a partir do final saciada a distncia Jominy e est relacionado com a taxa de resfriamento (Tabela 12-3).

Praticamente todo o ao se transforma em martensita no fim saciada. Assim, a dureza a zero distncia Jominy determinado unicamente pelo teor de carbono do ao. Em distncias maiores Jominy, h uma maior probabilidade de que bainita ou perlita ir formar, em vez de martensita. Uma liga de ao com uma dureza elevada (como 4340) mantm uma curva de temperabilidade bastante plana, um ao-carbono simples (como 1050) tem uma curva que cai offquickly. A dureza determinada principalmente pelo teor de liga do ao.Ns podemos usar as curvas de temperabilidade na seleo ou substituio de aos em aplicaes prticas. O facto de dois diferentes aos fresco com a mesma taxa se apaga, em condies idnticas ajuda neste processo de seleoEm outra tcnica simples, ns utilizamos a severidade da tmpera e do grfico Grossman (Figura 12-24) para determinar a dureza no centro de uma barra redonda. O dimetro da barra e coeficiente H, ou a gravidade do efeito de atenuao na Tabela 12-2, distncia Jominy no centro da barra. Podemos ento determinar a dureza da curva de temperabilidade do ao. (Veja o Exemplo 12-6.)

Os ltimos trs mtodos, baseados em salmoura ou gua so agitados satisfactory.Using um quenchant salmoura plcida pode ser menos dispendioso, uma vez que nenhum equipamento extra necessrio para agitar o banho de tmpera. No entanto, H2O menos corro-siva que o quenchant salmoura

8 - Aos Especiais

H muitos especializados! categorias de aos, incluindo aos ferramenta, aos de alta resistncia baixa liga, aos microailoyed, aos dual-fase, e aos maraging.Os aos ferramenta so geralmente de alto carbono que obtm aos de alta dureza de um tratamento trmico de tmpera e temperamento. Suas aplicaes incluem ferramentas de corte em operaes de usinagem, matrizes para fundio, estampagem e outros usos em que uma combinao de alta resistncia, dureza, tenacidade e resistncia temperatura necessrio.elementos de liga melhorar a dureza e estabilidade de alta temperatura dos aos ferramenta. Os aos para tmpera em gua, tais como 1095 deve ser saciada rapidamente para produzir martensita e tambm amolecer rapidamente, mesmo em temperatura relativamente baixa peraturas; aos petrleo endurecvel martensita forma mais fcil, o temperamento mais lentamente, mas ainda suavizar a altas temperaturas. Os aos ferramenta de ar-endurecvel e especiais podem endurecer em martensita durante o resfriamento no ar e, alm disso, estes aos no pode amolecer at prximo da temperatura AI. Na verdade, a aos de pode passar por um pico de dureza secundria perto de 500 C como o normal dissolve cementita e carbonetos de liga dura precipitado (Figura 12-21). Os carbonetos de liga so particularmente estveis, resistem crescimento ou spheroidization, e so m importante que institui a resistncia de alta temperatura destes aos.Alta resistncia baixa liga (ARBL) aos e aos microailoyed so aos de baixo carbono, contendo pequenas quantidades de elementos de liga. Os aos HSLA so especificados com base na fora de rendimento, com graus at 80.000 psi; os aosOuvirLer foneticamenteDicionrio - Ver dicionrio detalhadoconter o mnimo de elementos de liga, que ainda fornece a fora de rendimento prprio, sem tratamento trmico. Em aos microailoyed, processamento cuidadoso permite a precipitao de carbonetos e nitretos do BC, V, Ti, Zr ou que prevem o reforo de disperso e um tamanho de gro fino.aos bifsicos conter uma distribuio uniforme de ferrita e martensita, com o fornecimento de foras dispersas martensita rendimento de 60.000 para 145.000 psi. Estes aos de baixo carbono no contm elementos de liga suficiente para ter boa temperabilidade utilizando processos de tmpera normal. Mas quando o ao aquecido para a parte de ferrite-plus-austenita do diagrama de fases, a fase austenita torna-se rico em carbono, que fornece a dureza necessria. Durante a tmpera, apenas a parte da austenita se transforma em martensita (Figura 12-25

Aos maraging so de baixo carbono, altamente aos ligados. Os aos so Austen-itized e resfriados para produzir uma martensita macia que contm menos de 0,3% C. Quando a martensita envelhecida em cerca de 500 C, compostos intermetlicos tais como Ni3Ti, Fe2Mo e Ni3Mo precipitado.Muitos so tambm os aos revestidos, geralmente para fornecer boa proteo contra corroso. ao galvanizado revestido com uma fina camada de zinco, ao Terne revestido com chumbo e outros aos so revestidos com alumnio ou lato.OuvirLer foneticamenteDicionrio - Ver dicionrio detalhado

9 - Tratamentos de Superfcie

Podemos, por tratamento trmico adequado, produzem uma estrutura que duro e forte na superfcie, de modo que o desgaste excelente e resistncia fadiga so obtidos, mas, ao mesmo tempo d um pano macio, ncleo, dctil, resistente que oferece boa resistncia ao impacto " fracasso.

Seletivamente aquecimento da superfcie Poderamos comear por um rpido aquecimento da superfcie de um ao de carbono mdio acima do A-t, nperature "O diagrama de fases Fe-C mostrada como linhas sol.d na Figura 12-33 Quando o Luy estvel + grafite reao euttica ocorre em 1146T, cinzento, nodular, ou grafite compactado formas de ferro fundidoEm ligas Fe-C, o lquido facilmente undercools 6 C (a diferena de temperatura entre as temperaturas estveis e metaestveis euttica) e formas de ferro branco. Adicionar cerca de 2% de silcio para o ferro aumenta a diferena de temperatura entre os eutticos, permitindo undercoolings maior a ser tolerada e mais tempo para o grafite euttica estvel para nucleao e crescimento. Silcio, portanto um elemento estabilizador de grafite. Elementos como o cromo e bismuto ter o efeito contrrio e incentivar ferro fundido branco.Podemos tambm introduzir inoculantes, tais como ligas de FeSi, para incentivar anucleao de grafite, ou ns podemos reduzir a taxa de resfriamento da carcaa para fornecermais tempo para o crescimento de grafite.OuvirLer foneticamenteDicionrio - Ver dicionrio detalhado1. preposio 1. para2. a3. de4. 5. ao6. em7. do8. at9. no10. por11. sobre12. a fim de13. contra14. a respeito de15. para si16. em direo aSilcio tambm reduz a quantidade de carbono contida no euttica. Podemos levar em conta este efeito, definindo os equivalendo carbosi (CE):(12-3)CE =% C + Si ~%A composio euttica est sempre perto de 4,3% do CE. O equivalente de carbono de alta estimula o crescimento do euttico grafite.

A reao eutetide em ferros fundidos a estrutura da matriz e as propriedades de cada tipo de ferro fundido so determinados pela forma como a austenita se transforma durante a reao eutetide. No diagrama de fases Fe-Fe3C utilizados para os aos, o austen ite transformada em ferrita e cementita, muitas vezes sob a forma de perlita. No entanto, o silcio tambm incentiva a reao eutetide estvel:Sob condies de equilbrio, os tomos de carbono se difundem a partir da austenita de partculas de grafite existente, deixando para trs o ferrite de baixo carbonoO diagrama de transformao (Figura 12-34) descreve como a austenita pode transformar durante o tratamento trmico. Annealing (ou arrefecimento do forno) de casi ferro d uma matriz ferrtica macia. Normalizar ou resfriamento do ar, d uma matriz perltica. Os ferros fundidos tambm podem ser austemperado para produzir bainita, ou pode ser extinto em martensita e temperado. ferro fundido dctil austemperado, com fora de at 200.000 psi, usado para engrenagens de alta performance

13 - Caractersticas e Produo dos ferros fundidos

Para produzir o tipo desejado de ferro fundido, preciso controlar cuidadosamente a solidificao eutec-tic, muitas vezes, pela adio de modificadores para incentivar o crescimento euttico bom propriedades tpicas so apresentadas na Tabela

Ferro fundido cinzento de ferro fundido cinzento contm vrios clusters, ou clulas eutticas, de flocos de grafite interligados (Figura 12-35). O ponto no qual os flocos so conectadas o ncleo de grafite original. Inoculao ajuda a produzir pequenas clulas eutticas, melhorando assim a fora.Os ferros cinzentos so especificadas por um nmero de classe de 20 a 80; um ferro cinzento classe 20 tem uma resistncia nominal trao de 20.000 psi. Na fundio de espessura, no entanto, flocos de grafite grossa e uma matriz de ferrite produzir uma resistncia traco to baixo quanto 12.000 psi (Figura 12-36), enquanto na fundio fina, grafita fina e perlita forma e dar resistncia traco perto de 40.000 psi. dosagens mais elevadas so obtidas atravs da reduo do carbono equivalente, pela liga, ou por tratamento trmico.O grafite concentrado flocos de tenses e provocar baixa resistncia e ductiiity. ferro fundido cinzento, mas tem um nmero de propriedades atrativas, incluindo alta resistncia compresso, boa usinabilidade, boa resistncia ao desgaste por deslizamento, boa resistncia fadiga trmica, boa condutividade trmica e boa vibrao de amortecimento.

Ferro fundido branco Um grupo de alta liga ferros brancos so utilizados para a sua dureza e resistncia ao desgaste abrasivo. Elementos como o cromo, nquel e molibdnio so adicionados de modo que, para alm da liga de carbonetos formados durante a solidificao, martensita formada durante o tratamento trmico posterior.

Ferro fundido malevel de ferro malevel produzido pelo calor de carbono equivalente tratar pura 3% (2,5% C, 1,5% Si) de ferro branca. Durante o tratamento trmico malleabilizing, a cementita formada durante a solidificao decomposta e aglomerados de grafite, ou ndulos, so produzidos. Os ndulos, ou carbono temperamento, muitas vezes se assemelham a pipoca. A forma arredondada de grafite permite uma boa combinao de resistncia e ductilidade.A produo de ferro malevel requer vrias etapas (Figura 12-37). ndulos de grafite ncleos como o ferro branco aquecida lentamente. Durante o primeiro estgio de grafitizao (FSG), cementita se decompe a austenita estvel e fases de carbono no grafite como Fe3C difunde para os ncleos de grafite. Aps FSG, a austenita se transforma durante o resfriamento.Figura 12-38 mostra a microestrutura do ferro branca original e os dois tipos de ferro malevel, que pode ser produzido. Para fazer / ferro malevel erritic, o elenco resfriada lentamente atravs da faixa de temperatura eutetide para causar

grafitizao segunda fase (SSG). O ferro malevel ferrtico tem boa tenacidade em comparao com a de outros ferros porque seus equivalentes de baixo carbono reduz a temperatura de transio abaixo da temperatura ambiente.Perltico ferro malevel obtido quando a austenita resfriada no ar ou leo para formar perlita ou martensita. Em ambos os casos, a matriz duro e quebradio. O ferro extrado ento, a uma temperatura abaixo da eutetide. Desenho tempera o tensite mar ou spheroidizes da perlita. A temperatura mais alta do desenho diminui a fora e aumenta a ductilidade e tenacidade.DessulfuraoNodulizingInoculalionferro fundido dctil ou nodular ferro dctil produzido por tratamento de uma po-rm eqivale alto carbonoOuvirLer foneticamenteDicionrio - Ver dicionrio detalhado1. preposio 1. para2. a3. de4. 5. ao6. em7. do8. at9. no10. por11. sobre12. a fim de13. contra14. a respeito de15. para si16. em direo a

1. Dessulfurao. Enxofre provoca grafite para crescer como flocos. Baixo teor de enxofreso obtidas por fuso materiais de baixa carga de enxofre, por fuso em fornos que remover o ferro frorn enxofre durante a fuso, ou pela mistura do ferro com um agente desulfur izing, como carboneto de clcio.2. Nodulizing. Magnsio, adicionou na etapa nodulizing, remove qualquer enxofree oxignio ainda no metal lquido e fornece um residual de 0,03% Mg, whid,provoca o crescimento de grafite esferoidal. O magnsio adicionado perto de 1500 CInfelizmente, magnsio vaporiza perto de 1150 C. Muitas ligas nodulizingcontm magnsio diludo com ferro-silcio para reduzir a violncia da reaoe permitir recuperaes mais magnsio.Fading vaporizao, ou gradual, pacfica ou oxidao de magnsio tambm devem ser controlados. Se o ferro no derramado dentro de alguns minutos afte nodulizing, o ferro revertido para ferro fundido cinzento.3. Inoculao. O magnsio, por si s um estabilizador de carboneto de efetivo, ecausas de ferro branco de forma durante a solidificao! Consequentemente, devemos inocularo ferro com ligas de FeSi, aps nodulizing. O efeito da inoculao tambm diminui com otempo.Comparado com o ferro fundido cinzento, ferro fundido dctil tem excelente resistncia, ductilidade e tenacidade. Ductilidade e resistncia so tambm superiores aos ferros maleveis, mas, devido ao maior teor de silcio em ferro fundido, a dureza menor. estruturas tpicas de ferro fundido dctil so mostrados na Figura 12-40.

ferro fundido de grafite compactado A forma de grafite no ferro fundido de grafite compactado intermediria entre os flocos e as esferas, com numerosas hastes arredondadas de grafite que esto interligados ao ncleo da clula euttica (Figura 12-41). Este grafite, s vezes chamado de grafite vermicular, tambm se forma quando o ferro fundido dctil desaparece.OuvirLer foneticamenteDicionrio - Ver dicionrio detalhado1. preposio 1. para2. a3. de4. 5. ao6. em7. do8. at9. no10. por11. sobre12. a fim de13. contra14. a respeito de15. para si16. em direo aO grafite compactado permite ductlities fortes e que superam as de ferro fundido cinzento, mas permite que o ferro para manter boa condutividade trmica e vibra-o propriedades de amortecimento. O tratamento para o ferro grafite compactado similar ao de ferro fundido dctil, no entanto, apenas cerca de 0,015% Mg introduzido durante nodulizing.OuvirLer foneticamenteDicionrio - Ver dicionrio detalhado1. preposio 1. para2. a3. de4. 5. ao6. em7. do8. at9. no10. por11. sobre12. a fim de13. contra14. a respeito de15. para si16. em direo a

Queremos produzir as garrafas de vidro o mais rapidamente possvel para maximizar a taxa nroduction. H, no entanto, uma r temperatura tima bolor garrafas Se. Cada vez que introduzir o vidro quente, o abo MDD aquece. Esse aquecimento diminui a taxa de resfriamento da garrafa, que mcreases o tempo ser o minrio e bo pode ser removido do molde. Alm disso, temos de coo o molde de volta temperatura do molde ideal. Para minimizar o Ume requ.red para cada cyck, ns gostaramos de remover o calor a partir da interface vidro-molde o mais rpidomolde P SSThe no aquece uniformemente durante cada ciclo, a superfcie, junto ao vidro aquece temperatura mais elevada, causando mais expans.on_of o molde na superfcie. Esta expanso pode levar a tenses cclicas causadas pela produo de vidro, L, que, por sua vez, pode causar fat.gue trmica e crackmg oftlGrav elenco Ron pode ser a melhor escolha para este apphcation. Usinabilidade oi^ M grayt ***** os custos de acabamento da mo.d. O graphe fiakesdstribute as tenses trmicas, resistncia prov.ding ^ fague trmica enfim,Ae interligados flocos graphrte fornecer conductw.ty trmica excelente,permitindo que o calor a ser removido rapidamente da superfcie do molde. ^As propriedades dos aos, determinado atravs do reforo da disperso, depende da quantidade, tamanho, forma e distribuio de cementita. Esses fatores so controlados por liga e tratamento trmico. Um processo de recozimento recristaliza trabalhada a frio de aos. Spheroidizing produz grandes, Fe3C esferoidal e boa usinabilidade em altaaos ao carbono. Recozimento, envolvendo um fresco forno lento aps austenitizao, d uma pearli grosseiroestrutura tic contendo Fe3C lamelar. Normalizar, envolvendo um ar fresco aps austenitizao, d uma perltica fina estruturatura e maior resistncia em comparao com recozimento.

No recozimento isotrmico, perlita com um espaamento interlamelar uniforme obtidoatravs da transformao da austenita a uma temperatura constante. Austmpera usado para produzir bainita, contendo Fe3C arredondados, por iso transformao trmica.Quench e tratamentos trmicos temperamento exigir a formao e decomposio de martensita oi, proporcionando excepcional disperses finas da rodada Fe3C. Podemos compreender melhor a mecnica dos tratamentos trmicos atravs da utilizao de diagramas TTT, diagramas CCT, e curvas de temperabilidade. Os diagramas TTT descrevem como austenita se transforma em perlita e bainita ai umtemperatura constante.Os diagramas CCT descrevem como austenita transforma durante o resfriamento contnuo. Estes diagramas do as taxas de resfriamento necessria para a obteno de martensita em tratamentos de tmpera e revenimento. As curvas de temperabilidade comparar a facilidade com que os diferentes aos transforropara martensita.

elementos de liga aumentar os tempos necessrios para as transformaes nos diagramas TTT, reduzir as taxas de resfriamento necessria para produzir martensita nos diagramas CCT, e melhorar a temperabilidade do ao. Os aos especiais e tratamentos trmicos fornecem propriedades nicas ou combinaes de propriedades. De particular importncia so o endurecimento da superfcie-tratamentos, como a carburao, que produzem uma excelente combinao de resistncia a fadiga e impacto tncia. Os aos inoxidveis, que contm um mnimo de 12% de Cr, tm a resistncia de corroso excelente. Os ferros fundidos, por definio, so submetidos a reao euttica durante a solidificao. Dependendo da composio e do tratamento, ou Y e Fe3C ou y forma de grfico e-ite durante o congelamento: Ferro fundido branco, com boa resistncia ao desgaste, obtida quando os formulrios Fe3C durante a reao euttica. O ferro fundido malevel, com boa resistncia, ductilidade e tenacidade, produzido por tratamento trmico do ferro fundido branco para dar forma arredondada grafite. Ao produzir grafite diretamente durante a solidificao, ferro fundido cinzento, ferro fundido nodular e ferro fundido de grafite compactado so produzidos. Como forma de grafite fiakes em ferro fundido cinzento, a sua resistncia e ductilidade so limitadas. O grafite esferas que se formam em ferro fundido dctil como resultado da adio de magnsio permitir boa resistncia e ductilidade. Ferro grafite compactado, tem propriedades intermedirias. Annealing (ferro fundido) Um tratamento trmico utilizado para produzir uma matriz de ferrite em ferro fundido por austenitizao, seguida de resfriamento do forno. Annealing (ao) Um tratamento trmico utilizado para produzir uma perlita, macio grosseiros em um ao atravs de austenitizao, seguida de resfriamento do forno. Ausforming Um tratamento trmico termomecnica em que a austenita deformada plasticamente abaixo da temperatura A, ento, autorizado a transformar em bainita ou martensita. Austmpera O tratamento trmico isotrmico, atravs da qual a austenita transforma-se em bainita. Aquecimento Austenitizao um ao ou ferro fundido a uma temperatura homognea em austenita podem se formar. Austenitizao o primeiro passo na maioria dos tratamentos trmicos para ferros e ao fundido. de carbono equivalente de carbono, mais um tero do silcio em um ferro fundido. Carbonitretao Endurecimento da superfcie de um ao com carbono e nitrognio obtido a partir de uma atmosfera de gs especial. Cementao Um grupo de endurecimento da superfcie de tcnicas pelo qual se difunde em ao carbono. Caso profundidade A profundidade abaixo da superfcie de um ao de endurecimento que ocorre pela superfcie endurecimento e carburao processos. Ferro fundido, ligas ferrosas contendo carbono to suficiente que o euttico o reao ocorre durante a solidificao

Compactado ferro fundido de grafite Um ferro fundido tratadas com pequenas quantidades de Magne. magnsio e titnio para causar grafite para crescer durante a solidificao como uma interconexo Sprecipitado, ligado em forma de coral, dando propriedades intermedirias entre cinza m ~ anjferro dctil. . J |Cianetao Endurecimento da superfcie de um ao com carbono e nitrognio obtidos ^a partir de um banho de soluo de cianeto lquido. :Desenho de reaquecimento de um ferro malevel, a fim de reduzir a quantidade de carbonocombinados como cementita por spheroidizing perlita, martensita tmpera, ou graficamentebatizando ambos.Dual-fase aos aos especiais tratados para produzir martensita dispersa em umaferrita.Ferro fundido dctil fundido tratados com magnsio para causar grafite para precipj. :tate durante a solidificao, como esferas, permitindo excelente resistncia e ductilidade Tambm conhecido como o ferro fundido nodular. ;Ao inoxidvel duplex A especializao! classe de aos inoxidveis contendo uma microestrutura tura de ferrita e austenita. iEutectic celular Um aglomerado de flocos de grafite produzidas durante a solidificao, que sotodas interligadas a um ncleo comum.Fading A perda do efeito nodulizing ou inoculao em ferros fundidos como uma fun-o de tempo, permitindo alteraes indesejveis na microestrutura e propriedades.Primeira fase de grafitizao O primeiro passo para o tratamento trmico de uma malevelferro, durante o qual os carbonetos macios formados durante a solidificao so des-colocado grafita e austenita.Fundido cinzento, ferro fundido que, durante a solidificao, permite flocos de grafite paracrescer, fazendo com baixa resistncia e ductilidade pobres.Temperabilidade A facilidade com que um ao pode ser apagado para formar martensita.Aos com alta temperabilidade forma martensita no resfriamento lento mesmo.Temperabilidade curvas grficos mostrando o efeito da taxa de resfriamento sobre a durezade um ao como-apaga.Inoculao A adio de um agente para o ferro fundido derretido que fornecestios de nucleao na qual grafite precipitados durante a solidificao.O tratamento trmico de recozimento isotrmico de um ao de austenitizao, resfriamento rpidoa uma temperatura entre o IA eo nariz da curva TTT, e segurandoat que a austenita se transforma em perlita.Jominy distncia A distncia entre a extremidade de um extinto bar Jominy. Adistncia Jominy est relacionado com a taxa de resfriamento.Jominy teste O teste utilizado para avaliar a temperabilidade. Uma barra de ao austenitizadasobtidos a partir de uma atmosfera de gs especial. Nodulizing A adio de magnsio para fundio de ferro fundido para fazer com que o grfico ite para precipitar como esferas em vez de flocos durante a solidificao. Normalizando Um tratamento trmico simples obtidos por austenitizao e resfriamento a ar para produzir uma estrutura perltica fina. Isso pode ser feito para aos e ferros fundidos. Um processo de recozimento de tratamento trmico de baixa temperatura utilizada para eliminar toda ou uma parte do efeito do trabalho a frio em aos. Rachaduras Quench fissuras que se formam na superfcie de um ao durante o resfriamento devido a tenses residuais de trao, que so produzidos por causa da mudana de volume que acompanha a transformao austenita--martensita. Austenita retida austenita que incapaz de se transformar em martensita durante o resfriamento devido expanso de volume associada com a reao. grafitizao Segunda etapa A segunda etapa do tratamento trmico de ferros maleveis que esto a ter uma matriz ferrtica. O ferro resfriada lentamente a partir do primeiro estgio de modo que a temperatura de grafitizao austenita transforma-se em ferrite e grafite ao invs de perlita. pico de endurecimento secundrio de elevada dureza incomum em ao temperado de alta temperatura causada pela precipitao de carbonetos de liga leve. A Spheroidite microconstituinte contendo partculas grossas cementita esferoidal em uma matriz de ferrite, permitindo excelente caractersticas de usinagem em aos de alto carbono. Aos inoxidveis Um grupo de ligas ferrosas que contm pelo menos 12% de Cr, disponibilizando-o extraordinria resistncia corroso. martensita revenida O microconstituinte de ferrita e cementita formada quando martensita temperado. Ferramenta de aos Um grupo de aos de alto carbono que oferecem combinaes de alta dureza, tenacidade, ou resistncia a temperaturas elevadas. verminado O grafite, arredondado interligadas que se forma durante a solidificao do ferro fundido. Esta a forma pretendida em ferro grafite compactado, mas uma forma deficiente em ferro dctil. Branca de ferro fundido em ferro fundido que produz ao invs de cementita grafite durante a solidificao. Os ferros brancos so duros e quebradios.

OuvirLer foneticamenteDicionrio - Ver dicionrio detalhado1. preposio 1. para2. a3. de4. 5. ao6. em7. do8. at9. no10. por11. sobre12. a fim de13. contra14. a respeito de15. para si16. em direo a