Tratamento térmico - Têmpera

Tratamentos Trmicos Tmpera

Materiais de Construo

Mecnica

Componentes

Luiz Matheus Teixeira Rodrigues;

Jos Luiz Cavalcante;

Jefferson Moura Amador de Oliveira;

Phillype Honrio Guerra;

Adalton Vinicius de Frana Bezerra;

INTRODUO


OS METAIS E A HISTRIA DA

HUMANIDADE


Os Metais e a Histria da

Humanidade

Na maior parte da histria da humanidade, os

metais so utilizados no nosso cotidiano e

sempre teve grande importncia para o

desenvolvimento tecnolgico das sociedades.


Humanidade

O uso dos metais registrado desde o Perodo

Calcoltico, onde os humanos utilizavam a

Calcopirita (Mineral que contm Cobre) para

produzir cobre de uma maneira rudimentar.


Humanidade

Com a Evoluo das tcnicas de Metalurgia, o

homem conseguiu produzir Ligas Metlicas

diferentes como o Bronze, que uma liga

formada por Estanho e Cobre e surgiu na idade

do bronze que teve incio aps o perodo

Calcoltico, e o Ferro que comeou a ser

produzido na idade do Ferro atravs de

mtodos rudimentares de produo.

A HISTRIA DA PRODUO

DO FERRO


Produo do Ferro na

Antiguidade

Na antiguidade, A Limonita era utilizada no

processo de produo do ferro, devido ao seu

baixo ponto de fuso (Acima de 700C, A

Limonita comea a derreter). Os primeiros

fornos para a produo de Ferro eram feitos de

Barro com uma abertura na parte superior para

a fumaa sair e outra na parte inferior, para o ar

entrar.

Produo do Ferro na

Antiguidade

Produo do Ferro na Idade

Mdia

Na Alta Idade Mdia, o processo siderrgico

corrente era o da forja catal, que consiste num

pequeno forno dentro do qual se coloca

o minrio junto com carvo de madeira,

insuflando-se ar por meio de um fole, movido a

brao ou mediante fora animal.


Mdia

O xito melhor que no processo da anterior,

com fornos de lupa, pois o ar soprado para

dentro do forno e a combusto alcana

maiores temperaturas. Mas tambm na forja

catal o ferro no chega a derreter

completamente.


Mdia

Obs.: O ferro era obtido por Reduo direta

(Ferro no obtido no estado liquido de fato). O

ferro era obtido no estado pastoso (lquido de

alta viscosidade), misturado com as impurezas

do minrio. Este ferro, aps produzido, era

martelado com o intuito de retirar impurezas. O

resultado final era uma barra ou lupa, posteriormente reaquecida e trabalhada por

martelamento (ferro pudlado).


Mdia

Produo do Ferro na ndia

Antiga

Em 300 a.C., e certamente por volta de 200

a.C., ao da alta qualidade estivesse sendo

produzido no sul da ndia atravs de uma

tcnica que, mais tarde, seria chamada ao de crisol pelos europeus. Nesta tcnica, ferro de alta pureza, carvo e eram misturados em um

crisol e aquecidos at que o ferro derretesse e

absorvesse o carbono.

Produo do Ferro na ndia

Antiga

Produo do Ferro na China

Antiga

Metalrgicos no estado de Wu, leste da China,

desenvolveram uma tecnologia de fundio do

ferro que no seria praticada na Europa at

pocas medievais tardias. Em Wu, os fornos de

ferro chegavam a temperaturas de 1130C,

quente o bastante para serem considerados

altos-fornos. A esta temperatura, o ferro

combina-se com 4.3% de carbono e derrete.

Como um lquido, o ferro pode ser posto em

moldes.


Antiga

Durante a dinastia Han (202 a.C.-220 a.C.), a

metalurgia chinesa de ferro chegou a uma

escala e uma sofisticao no alcanadas

no Ocidente at o sculo XVIII.

Por esta poca, os metalrgicos chineses

descobriram como produzir ferro forjado a partir

de ferro-gusa, movimentando-o derretido em

contato com o ar at perder a maior parte de

seu carbono.


Antiga

Os metalrgicos chineses descobriram que

ferro forjado e ferro fundido poderiam ser

derretidos e misturados, resultando numa liga

com contedo intermedirio de carbono, isto ,

o ao.

De acordo com a lenda, a espada de Liu Bang,

o primeiro imperador do perodo Han, fora feita

desta forma. Alguns textos da era mencionam

harmonizar o duro e o macio, no contexto da metalurgia do ferro.

TRATAMENTO TRMICO HISTRIA E DEFINIO


Histrico e Definies

H muitos sculos atrs o homem descobriu

que com aquecimento e resfriamento podia

modificar as propriedades mecnicas de um

ao, isto , torn-los mais duro, mais mole,

mais malevel, etc.

Mais tarde, descobriu tambm que a rapidez

com que o ao era resfriado e a quantidade de

carbono que possua influam decisivamente

nessas modificaes.

O que um Tratamento

Trmico?

Tratamento trmico o conjunto de operaes

de aquecimento e resfriamento a que so

submetidos os aos, sob condies controladas

de temperatura, tempo, atmosfera e velocidade

de resfriamento, com o objetivo de alterar as

suas propriedades ou conferir-lhes

caractersticas determinados.

Classes de Tratamentos

Trmicos

Existem duas classes de tratamentos trmicos:

1. Os que pelo mero Aquecimento e Resfriamento j

mudam completamente a estrutura do material.

Como por Exemplo: Tmpera, Revenimento,

Recozimento.

2. Os que modificam as propriedades somente numa

fina camada superficial da pea. Esses tratamentos

trmicos nos quais a pea aquecida juntamente

com produtos qumicos e posteriormente resfriado

so: Nitretao e Cementao.

Tratamentos Trmicos

Mudam Totalmente a Estrutura do

Material.

Tmpera Revenimento Recozimento

Mudam Somente uma camada e

utilizam produtos qumicos.

Cementao Nitretao

O que ns

Falaremos Agora!

TMPERA DEFINIES, TIPOS, PROCESSO E

APLICAES.


O que Tmpera?

Tmpera indica um tratamento que visa a

formao de Martensita, ou seja.

1. Aquecimento at a temperatura adequada para

obter uma microestrutura Austennica.

2. Manuteno da pea neste patamar de

temperatura por um tempo adequado.

3. Resfriamento em um meio que resulte em uma

velocidade apropriada para a formao de

martensita.

O que Tmpera?

Geralmente se obtm a Estrutura Martensitica

atravs de um resfriamento rpido .

O que Tmpera?

Austenita

A austenita o ponto de partida para vrios

tratamentos trmicos nas ligas de ferro, pois

partindo da austenita possvel a

transformao da liga em vrios

microconstituintes, como por exemplo a

tmpera que consiste na transformao da

austenita em martensita por meio de um

rpido resfriamento da pea tratada

termicamente.

Martensita

O esfriamento rpido de uma uma pea em

fase austentica faz com que a pea fique

supersaturada de carbono, aumentando a sua

dureza. A Martensita o produto de uma

transformao sem difuso da austenita.

Consequncias da Tmpera

O processo de tmpera gera uma srie de

tenses internas dentro do material e aumenta

vertiginosamente a sua dureza, para aliviar um

pouco estes efeitos necessrio fazer um

processo chamado Revenimento.

Tenses Internas

As tenses internas so geradas pela diferena

de temperatura entre a parte externa da pea e

a parte interna da pea. mas tambm a sua

intensidade muda de acordo com a composio

do material.

As tenses internas provocadas pelo processo

de tmpera so a principal causa do

surgimento de trincas de Tmpera.

Trincas de Tmpera

Tenses Internas

Observao

Vale lembrar a distribuio da dureza no

uniforme em todo o material. A profundidade de

endurecimento e a distribuio de dureza ao

longo da seo em uma pea, aps a tmpera,

dependem da Temperabilidade do ao, do tamanho e da forma da pea, da Temperatura

de Austenizao e do meio de Tmpera.

Temperabilidade

a caracterstica que define a variao de

dureza desde a superfcie at o ncleo da pea

quando temperada. Est associada

capacidade de determinado ao formar

Martensita e, portanto, velocidade crtica de

tmpera. O tamanho do gro austentico e a

homogeneidade da microestrutura inicial tm

efeito sobre a temperabilidade do ao.

Temperabilidade

A maior parte dos elementos de liga

adicionados ao ao aumentam a

Temperabilidade, pois eles retardam as

transformaes de decomposio difusional da

austenita. Assim a velocidade critica para a

formao da martensita menor em aos com

alto teor de elementos de liga. Com exceo do

Cobalto que Diminui a Temperabilidade.

Temperabilidade

A velocidade de resfriamento de diferentes

posies da pea depende:

1. Da velocidade com que se retira o calor da pea,

ou seja, do meio em que se realiza a tmpera.

(Severidade da Tmpera).

2. A transmisso de calor, por conduo, dentro da

pea (Condutividade Trmica).

Temperabilidade

Severidade da Tmpera

Quanto maior a severidade de Tmpera, mais

rpido o resfriamento, Porm a possibilidade

de surgir Falhas e Trincas tambm cresce com

o aumento da Severidade.

O fator H indica a Severidade da tmpera e o

Resfriamento da gua adotado como

referncia (H = 1).

Tabela de Severidade de

Tmpera

Martensita revenida

A martensita, no estado ps tmpera,

praticamente nunca utilizada, sendo

necessria a aplicao de um tratamento

trmico posterior a tmpera. Este tratamento

trmico, denominado revenimento, tem

como objetivos aliviar as tenses geradas

pela formao da martensita, alm de

reduzir sua dureza, para os valores

especificados pelo projeto.

Revenimento

O revenimento feito aquecendo-se a pea

temperada at uma certa temperatura

resfriando-a em seguida. As temperaturas de

revenimento so encontradas em tabelas e

para os aos ao carbono variam entre 210C e

320C.

Sintetizando

Aquecimento Resfriamento Revenimento

Austenita

Perlita + Fase Pr-Eutetoide

Bainita Martensita

Martensita Revenida

Resfriamento Lento Resfriamento

Moderado

Resfriamento Rpido

Revenim

ento

Tipos de Tmpera

Tmpera Direta;

Tmpera em Tempo Varivel;

Tmpera diferencial;

Tmpera da camada cementada.

Tmpera Superficial

Serve para temperar apenas a superfcie do

material. utilizado em peas que sofrem

grandes esforos mecnicos, como

Engrenagens e Eixos.

Tempera por Chama

Mtodo Estacionrio;

Mtodo Progressivo;

Mtodo Combinado;

Tempera por Induo

Tmpera por Induo

TMPERA - APLICAES


Aplicaes da Tmpera

Peas que sofrem grandes esforos.

Aplicaes da Tmpera

Ferramentas de alta durabilidade e resistncia.

Aplicaes da Tmpera

Produo de Vidros Temperados.

Passar Vdeos

Dvidas??

Documents

Tratamento térmico - Têmpera