Metalog Recoz x Temper

7/24/2019 Metalog Recoz x Temper

1/6

O TTULO DO TRABALHO DEVE CONSTAR EM LETRAS MAISCULAS SEM GRIFO

ANLISE METALOGRFICA E TRATAMENTOS TRMICOS DE TMPERA ENORMALIZAO

Joy Williams, Vitor Amaro

Universidade Santa rsulaCCET - Centro de Cincias Exatas e TecnologiaCurso de Graduao em Engenharia MecnicaEME-013 Metalografia e Tratamentos Trmicos IData: 29/11/2004Professor Daniel Cypriano

Resumo

Objetivando o desenvolvimento acadmico das tcnicas micrograficas e de realizao de tratamento

trmico em forno; duas amostras foram preparadas e submetidas, aps prvia avaliao de suamicroestrutura, tratamentos trmicos de tmpera e normalizao respectivamente, com parmetrosde tempo e temperatura de encharque arbitrados a partir das suas aparentes composies qumicas(%C). A anlise micrografica das estruturas obtidas aps realizao dos tratamentos trmicosrevelou alguns desvios em relao s caractersticas teoricamente esperadas, ocasionados

possivelmente pela aplicao de tempos e temperaturas de encharque excessivos, que alm deocasionarem o aumento indesejvel do gro, provocaram aparentemente a reduo do teor decarbono dissolvido na rede cristalina do material, pelo fenmeno da descarbonetao.

Introduo

Este trabalho tem como objetivo analisar do ponto de vista microgrfico os resultados obtidos narealizao de tratamentos trmicos de normalizao e tmpera, com a finalidade de promoveralteraes microestruturais e conseqentes mudanas de propriedades mecnicas em amostras deorigem desconhecida.

A anlise dos resultados obtidos feita a partir da comparao com micrografia previamenterealizada das amostras e fontes bibliogrficas contemplando os aspectos normalmente verificados

por ocasio da realizao de tratamentos trmicos similares em laboratrio.

1. REVISO BIBLIOGRFICA

Para efeito deste trabalho, alguns conceitos tcnicos so abaixo relacionados visando auxiliar acompreenso do contedo.

Descarbonetao- Reduo de teor de carbono em toda a extenso ou parte do material.

Martensita - Soluo slida metaestvel supersaturada da transformao por cisalhamento semdifuso, de uma alotrpica do solvente estvel em temperatura elevada. A martensita da redecristalina nas ligas ferro-carbono, a soluo slida intersticial supersaturada de carbono em ferroalfa e possui reticulado tetragonal de corpo centrado, resultante da distoro do reticulado cbico

provocado pelo excesso de carbono.


2/6

COTEQ214_04

2/2

Metalografia - Estudo da constituio, estrutura e textura dos metais, ligas e produtos metlicos ede seu relacionamento com propriedades e processos de fabricao.

Micrografia - Aspecto ou reproduo grfica de uma amostra metlica devidamente preparada, comaumento linear maior que dez vezes. O termo tambm utilizado para designar a tcnicamicrogrfica.

Normalizao - Tratamento trmico caracterizado por aquecimento acima da zona crtica e porequalizao nesta temperatura seguida de resfriamento uniforme ao ar, sem restringi-lo ou aceler-lo, at a temperatura ambiente.

Perlita - Constituinte eutetide do sistema metaestvel ferro-carboneto de ferro, apresentando-secomo uma agregado lamelar de ferrita e cementita.

Tmpera - Tratamento trmico caracterizado pelo resfriamento em velocidade superior velocidadecrtica de tmpera de uma liga ferro-carbono, a partir de uma temperatura acima da zona crtica,resultando em transformao da austenita em martensita.

Tratamento Trmico - Conjunto de operaes de aquecimento e resfriamento sob condiescontroladas de temperatura, tempo, atmosfera e velocidade de resfriamento, com o objetivo dealterar as propriedades mecnicas do material.

2. METODOLOGIA

02 (duas) amostras de diferentes materiais foram selecionadas para realizao da experincia emquesto. As amostras foram identificadas como 2.2 e 3.2 respectivamente visando suas diferentesaplicaes, registro e rastreabilidade dos resultados.

Ambas as amostras foram inicialmente preparadas para anlise metalografica, seguindo os seguintespassos:

1) Polimento manual da superfcie plana da amostra, utilizando seqncia de lixas a partir da de n80, passando pela 120, 220, 320, 400, 500 e 600, alternando o sentido de lixamento em 90 a cada

mudana da granulometria da lixa.2) Polimento em disco giratrio de feltro aplicando-se uma soluo com gua destilada contendoalumina. Inicialmente utilizou-se a soluo de alumina n 1 at que eventuais riscos oriundos da lixan 600 fossem totalmente eliminados. A seguir com a soluo de alumina n 2 procedeu-se o

polimento final.

3) Ataque da superfcie polida com soluo de Nital 5% de concentrao duranteaproximadamente 6 a 8 segundos, seguido de lavagem com lcool etlico e secagem com ar quente.

4) Anlise da microestrutura em microscpio com aumento de 340X e registro fotogrfico da

mesma.


3/6

COTEQ214_04

3/3

Aps anlise metalografica das amostras, ensaio de dureza foi realizado e em seguida as mesmassubmetidas a diferentes ciclos de tratamento trmico conforme segue:

Amostra 2.2

Temperatura de Encharque: 900CTempo de Encharque: 1,0 horaResfriamento: brusco em gua fria corrente

Amostra 3.2

Temperatura de Encharque: 900CTempo de Encharque: 1,0 hora

Resfriamento: ao ar, naturalmente

Aps realizao dos tratamentos trmicos descritos, novo processo de polimento das superfcies deinteresse foi realizado, visando nova anlise da microestrutura resultante, segundo o mesmo

procedimento j descrito anteriormente.

3. RESULTADOS E DISCUSSO

3.1 Amostra 2.2

A anlise micrografica inicial realizada na amostra 2.2, revelou tratar-se de um material similar aum ao carbono com aproximadamente 0,40%C, a partir de comparaes da microestruturaapresentada com padres sugeridos no livro Optical Microscopy of Carbon Steels.

A imagem capturada com um aumento de 340X revela uma microestrutura constituda por ferrita eperlita, aparentemente em iguais propores (ver foto 1).

Foto 1 (Amostra 2.2 antes do TT)


4/6

COTEQ214_04

4/4

Ensaio de dureza realizado na amostra antes de submet-la ao tratamento trmico registrou valoresentre 74,5 e 81 RB.

O tratamento trmico de tmpera ao qual submetemos a amostra 2.2 objetivava basicamente aobteno de uma microestrutura martenstica com significativo aumento da dureza superficial e daresistncia mecnica. Anlise metalografica e imagem capturada com aumento de 340X (ver foto 2)revelam que o objetivo foi apenas parcialmente atingido. Podemos observar a formao demartensita, mas ainda possvel observar a presena de gros de perlita, provavelmente fina, narea analisada. Entretanto observa-se tambm um expressivo aumento no tamanho de gro, muito

provavelmente em razo do tempo de permanncia temperatura de encharque. Apesar de aaplicao de uma temperatura de 900C (acima da normalmente especificada para o material emquesto), favorecer a dissoluo do carbono em estrutura autentica, e por conseqncia atemperabilidade, a mesma favorece o aumento do tamanho de gro, prejudicando as propriedades

mecnicas finais desejadas.

Foto 2 (Amostra 2.2 aps TT)

Ensaio de dureza superficial registrou valores entre 21 e 23 RC, confirmando um aumento da durezasuperficial na ordem de 22 % em relao aos valores registrados antes do TT, ligeiramente abaixodo esperado conforme literaturas que abordam a realizao de tmpera em laboratrios.

3.2 Amostra 3.2

A anlise micrografica inicial realizada na amostra 3.2, revelou tratar-se de um material similar aum ao carbono com aproximadamente 0,45%C, a partir de comparaes da microestruturaapresentada com padres sugeridos no livro Optical Microscopy of Carbon Steels.

A imagem capturada com um aumento de 340X revela uma microestrutura constituda por ferrita eperlita, tendo esta um percentual de participao ligeiramente superior ferrita (ver foto 3).


5/6

COTEQ214_04

5/5

Foto 3 (Amostra 3.2 antes do TT)

Ensaio de dureza realizado na amostra antes de submet-la ao tratamento trmico registrou valoresentre 96 e 98 RB.

O tratamento trmico de normalizao ao qual submetemos a amostra 3.2 objetivava basicamenteregularizar e refinar a microestrutura de origem, melhorando as caractersticas de ductilidade etenacidade do material. Anlise metalografica e imagem capturada com aumento de 340X (ver foto4) revelam que o objetivo no foi atingido e que algum provvel prejuzo s propriedadesmecnicas do material foi introduzido.

Foto 4 (Amostra 3.2 aps TT)

Observa-se acentuada reduo da perlita formada, evidenciando uma aparente reduo do teor decarbono da liga, muito provavelmente em decorrncia dos elevados nveis de tempo e temperaturade encharque a que a amostra foi submetida.

Considerando tratar-se de um ao carbono com aproximadamente 0,45%C, e uma amostra comdimenses ? 25,0 x 20,0 mm, a temperatura e tempo ideais para encharque no TT de normalizaoseria de aprox. 800C (acima da linha A3) durante 20 min., conforme ilustra a curva TTT na figuraabaixo e sugere a prtica para tratamentos desta natureza.


6/6

COTEQ214_04

6/6

Podemos ainda observar a predominncia de uma estrutura acicular, onde a ferrita em forma deagulhas penetra nos gros de perlita, caracterstica de um superaquecimento e conseqentefavorecimento da formao da ferrita de Widmansttten, tpico de uma estrutura com granulaogrosseira, consequentemente menos tenaz.

Ensaio de dureza superficial registrou valores entre 82 e 85 RB, confirmando uma reduo nosnveis encontrados antes da realizao do TT, fortalecendo as observaes feitas quanto reduodo teor de carbono da liga, favorecendo a formao de uma microestrutura tipicamente ferrtica,embora de granulao grosseira.

4. CONCLUSO

A temperatura e tempo especificados para os tratamentos trmicos em questo acabaramcomprometendo os resultados esperados, especialmente no caso da amostra 3.2, entretanto

permitiram a observao de transformaes metalrgicas muito interessantes do ponto de vistadidtico, permitindo a extenso do aprendizado a cerca dos cuidados requeridos na especificao de

um determinado tratamento trmico, quando espera-se deste alteraes nas propriedades mecnicasdo material para atendimento certas condies de servio.

5. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

[1] Hubertus Colpaert Metalografia dos Produtos Siderrgicos Comuns 3 edio

[2] Leonard E. Samuels - Optical Microscopy of Carbon Steels

[3] William Smith Introduo Engenharia da Cincia dos Materiais

Documents

Metalog Recoz x Temper