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INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINACampus Florianpolis
Departamento Acadmico de EletrotcnicaCurso Tcnico de
Eletrotcnica
TRATAMENTO TRMICO DOS AOS
Unidade curricular: Tecnologia Mecnica TCMProfessor: Eder
RodriguesTurma N3A SubsequenteAlunos: Francisco Mrio Longo
RibeiroAnderson Jos Matos
Florianpolis,, 4 de novembro de 2011
1 INTRODUO
1.1 Contedo e Objetivo. Este trabalho tem por objetivo mostrar
um pouco da histria e evoluodo tratamento trmico dos aos, bem como
suas finalidades e aplicaes.
1 - EVOLUO HISTRICA
O homem sempre utilizou-se de materiais para satisfazer suas
necessidades. Nos tempos mais remotos os materiais serviam para
obteno de utenslios de caa, de uso domstico e para o vesturio.
Depois de extrados da natureza os materiais eram utilizados
quase que diretamente em suas aplicaes, com pouco ou quase
nenhumprocessamento. Com o passar dos tempos o homem foi dominando
o conhecimento a respeito dos materiais e seu processamento.
Pode-se visualizar na tabela 1, a cronologia da utilizao dos
materiais no decorrer do tempo.
Tabela 1 - Evoluo do uso de materiais pelo homem.
Evoluo histrica
AnoMaterial
Pr histriaIdade da Pedra25.000 ACAt6500 ACMadeiraPedra
LascadaPedra Polida
Proto-histria
Idade dos metais6.500 ACAt1.500 AC
CobreEstanhoBronzeFerroCermica
HistriaIdade antiga ouantiguidade4.000 ACAt500 ACvidro
Idade mdia oumedieval500 ACAt1500Ligas metlicas
Idade moderna1.500At1.800concreto
Idade contempornea1.800AtOs dias de hojePolmeros
Atualmente existe uma grande variedade de materiais. Sendo que
os profissionais da rea tecnolgica, no nosso caso da rea de
eletromecnica, devem conhecer as propriedades, caractersticas e
comportamento dos materiais que lhe so disponveis para aplicaoem
componentes mecnicos.Como exemplo da utilizao de materiais na
construo mecnica, temos o automvel. Na fabricao de um carro, os
materiais dos quais obtm-se os componentes, tem que apresentar
desempenho suficiente para sua aplicao. Alguns dos materiais que
compe o automvel so: aos, vidros, plsticos, alumnio, materiais
compsitos, ento como escolh-los?Os parmetros utilizados, para
escolha de um material adequado para um determinado componente,
centram-se nas propriedades como: resistncia mecnica, a
condutibilidade trmica/eltrica, a densidade e outras. Tambm se deve
observar o comportamento do material durante o processamento e o
uso, onde a plasticidade, usinabilidade, durabilidade qumica so
essenciais, assim como custo e disponibilidade.Por exemplo, o ao
utilizado para as rodas dentadas (engrenagens) da caixa de cmbio,
deve ser facilmente usinado durante o processamento, mas quando em
uso devem ser suficientemente resistentes as solicitaes externas.
Os pra-lamas devem ser feitos com um ao que tenha boa plasticidade,
mas que dever resistir a solicitaes devido ao uso. impossvel,
conhecer detalhadamente os milhares de materiais disponveis, mas os
princpios gerais que norteiam as propriedades de todos os
materiais, devem fazer parte das bases tecnolgicas de um auxiliar
de fabricao mecnico.
3 - DEFINIO
3.1 O que ?
O ao uma liga de metal, um metal criado atravs do derretimento
de vrios materiais juntos. Atualmente h mais de 2.500 tipos de ao
no mundo todo. Todos eles consistem principalmente de ferro-gusa,
que por sua vez consiste de elemento de ferro e mais de trs por
cento de carbono. O ferro-gusa extrado de minrio de ferro em
exploses nas fornalhas. Ele ento processado em uma siderrgica para
criar ao com um contedo de carbono de menos de dois por cento. Esta
proporo baixa faz o material ser mais macio permitindo o fcil
processamento.O desenvolvimento de exploso na fornalha no sculo XIV
tornou isso possvel: o ferro podia ser esquentado at permanecer em
forma lquida. Mas a tecnologia amadureceu gradualmente: enquanto
oito toneladas de carvo ainda eram necessrias para se obter duas
toneladas de ferro-gusa no sculo XVII, ns agora s precisamos de
cerca de metade de uma tonelada de coque para produzir 10.000
toneladas de ferro-gusa por dia.Enquanto buscava um material
robusto para fazer armas, Henry Bessemer desenvolveu um novo
processo no meio do sculo XIX que continuaria sendo utilizado por
um longo perodo ainda por vir. O processo Bessemer facilita a
produo de ao empregando a oxidao. At ento, trabalhadores tinham que
mexer o ao derretido para separar a sobra de materiais, um processo
que envolvia um grande gasto de energia. Agora isso poderia ser
feito por uma mquina. O processo Siemens-Martin de 1864, que tornou
possvel derreter metal escovado em ao, foi mais um marco na produo
de ao. E a indstria de ao continuou se desenvolvendo: processos
ainda melhores significavam que uma maior quantidade de ao de alta
qualidade poderia ser produzida com menos trabalho manual. Em 1850,
cada siderrgica estava produzindo oito toneladas de ferro pig por
ano. Vinte anos mais tarde elas estavam produzindo dez vezes mais
do que isso.Em 1912, cientistas da siderrgica de Krupp na Alemanha,
acidentalmente descobriram como fabricar ao prova de ferrugem. O
chamado V2A ou ao inoxidvel composto de ferro, cromo e nquel e
usado em tecnologia mdica, por exemplo.Hoje o ao representa um
material de alta tecnologia. Por exemplo, o ao de alta potncia e
ductilidade (HDS em ingls) capaz de fazer zonas de amasso
inteligente: a idia que o material, que deforma facilmente, se
torne mais duro depois de uma coliso por meios de transformaes
estruturais, oferecendo mais proteo. Carrocerias de veculos feitas
com este tipo de ao deformado no s aumentam a segurana como tambm
contribuem com a reduo do consumo de energia por serem
especialmente mais claras.
Existem muitos tipos de ao, para os mais variados fins. Veja
abaixo alguns tipos, suas caractersticas e principais aplicaes:
S.A.E 1006/1008 e S.A.E 1010/1020
Aos com carbono sem adio de liga. Neste grupo destacam-se os aos
com baixo teor de carbono, apresenta boa usinabilidade, tambm
chamado Extra-doce; este tipo de ao no adquire tmpera, mas de
grande maleabilidade e fcil de soldar-se.Aplicaes: Parafusos, e
usos destinados a usinagem.
S.A.E 1045
Grupo dos aos com carbono sem adio de elemento de liga, aos
quais apenas se garante a composio qumica, adquire boa tmpera e
muito difcil de soldar-se.Aplicaes: Implementos agrcolas,
esquadrias, peas automotivas, etc.
ASTM A-283C
Aos para aplicao em componentes sem exigncia severa de
resistncia trao e onde a economia pela reduo de peso
irrelevante.Aplicaes: Em vrias estruturas desde as comuns at as
mais elaboradas, como galpes, mquinas agrcolas e rodovirias, cubas
de galvanizao, etc.
ASTM A-36
Aos para aplicao em componentes onde as propriedades so bem
definidas para permitirem sua utilizao em projetos que exigem
dobramento e boa soldabilidade.Aplicaes: Em vrias estruturas desde
as comuns at as mais elaboradas, como pontes, locomotivas,
estruturas metlicas, edifcios, galpes, e outras.
ASTM A-516 {C/ 60C e C/ 70C}
Quando as caractersticas do projeto exigirem impacto, as chapas
devero ser normalizadas, alm de necessitarem de uma composio qumica
mais adequada.Aplicaes: Recipientes sob presso e trabalho e baixa
temperatura, sendo ideais para caldeiras e vasos com exigncia de
mdia e alta presso.
ASTM A-285C
Chapas de especificao ASTM bastante rgidas, visto estarem bem
definidos os esforos a que esto sujeitos os equipamentos. Apresenta
uma versatilidade quanto temperatura de uso, variando de 60C
negativos at 500C.Aplicaes: Equipamentos que trabalham a baixa e
mdia presso (caldeiras e vasos de presso).
SAC 300 e SAC 350
Aos de baixa liga, caracterizando-se pela alta resistncia
mecnica e notvel resistncia a corroso atmosfrica, alm de boa
soldabilidade. Sua utilizao quando comparada a dos aos comuns,
proporciona economia, fruto da reduo de espessura e conseqentemente
do peso.Aplicaes: Implementos agrcolas, equipamentos para minerao,
navios, vages, pontes, viadutos e edifcios.
COSAR-50 e COSAR-55
Aos COSIPA Soldveis de Alta Resistncia Mecnica. Trata-se de um
ao com escoamento mnimo de 330 Mpa.Aplicaes: Fabricao de
equipamentos hidreltricos e de terraplanagem, mquinas agrcolas e
rodovirias, guindastes, pontes rolantes.
SAR-80 e USI AR-360
So aos de alta resistncia desenvolvidos para atender s exigncias
do mercado em aplicaes onde a resistncias mecnica e abraso,
tenacidade e peso so requisitos principais.Aplicaes: Plataforma
martimas, chassis, caambas de caminhes, blindagem de veculos
militares, etc.
RST-52.3
Material acalmado ou semi-acalmado, com propriedades fsicas bem
definidas, apresenta boa soldabilidade, conformidade e
tenacidade.Aplicaes: Em vrias estruturas desde as mais comuns at as
mais elaboradas.
COS-AR-COR 500
Aos COSIPA Soldveis de Alta Resistncia Mecnica com Resistncia
Corroso Atmosfrica. Sua principal vantagem a maior durabilidade
devido resistncia corroso atmosfrica, de no mnimo quatro vezes a do
ao comum.Aplicaes: Silos, caixa d'gua, janelas e venezianas, telhas
de cobertura, abrigos de nibus, dormentes de via frrea.
4 - PRINCPIOS DO TRATAMENTO TRMICO DO AO
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. As propriedades dos aos dependem, em
princpio, da sua estrutura. Os tratamentos trmicos modificam, em
maior ou menor escala, a estrutura dos aos, resultando, em
conseqncia na alterao mais ou menos pronunciada, de suas
propriedades. Cada uma das estruturas obtidas apresenta seus
caractersticos prprios, que se transferem ao ao, conforme a
estrutura ou combinao de estrutura ou combinao de estruturas
presentes.Pelo exposto, pode-se perfeitamente avaliar a importncia
dos tratamentos trmicos, sobretudo nos aos de alto carbono e nos
que apresentam tambm elementos de liga.Os principais objetivos dos
tratamentos trmicos so os seguintes: - Remoo de tenses internas
(oriundas de esfriamento desigual, trabalho mecnico ou outra
causa); - Aumento ou diminuio da dureza; - Aumento da resistncia
mecnica; - Melhora da ductilidade; - Melhora da usinabilidade ; -
Melhora da resistncia ao desgaste; - Melhora das propriedades de
corte; - melhora da resistncia corroso; - Melhora da resistncia ao
calor; - Modificao das propriedades eltricas e magnticas A simples
enumerao dos objetivos acima evidencia claramente a importncia e a
necessidade do tratamento trmico no ao. Em geral, a melhora de uma
ou mais propriedades, mediante um determinado tratamento trmico,
conseguida com prejuzo de outras. Por exemplo, o aumento da
ductilidade provoca simultaneamente queda nos valores de dureza e
resistncia trao. necessrio, pois, que o tratamento trmico seja
escolhido e aplicado criteriosamente, para que os inconvenientes
apontados sejam reduzidos ao mnimo. No se verifica, pela simples
aplicao de um tratamento trmico, qualquer alterao da composio
qumica do ao.
Bibliografia:www.artinox.com.br/default.asp?area=4http://www.fabrifer.com.br/aco.htmlhttp://discoverybrasil.uol.com.br/guia_tecnologia/materiais_basicos/aco/index.shtml
Tratamentos trmicos e dureza das ligas ferro-carbono
UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLNDIA Curso de Graduao em Engenharia
Mecnica Disciplina: Microestrutura e Propriedades dos Materiais
(GEM17) Professor: Rafael Ariza Gonalves Apostila
IFSChttp://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/images/a/a1/Aru_suzy_apostila_tecnologia_dos_materiais.pdf
