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Processamento Térmico de Ligas Metálicas Recozimento: processo em que o material é exposto a uma fonte de calor, geralmente a altas temperaturas por um.

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1 Processamento Térmico de Ligas Metálicas Recozimento: processo em que o material é exposto a uma fonte de calor, geralmente a altas temperaturas por um longo período e então é resfriado lentamente até a temperatura ambiente; o recozimento pode (1) aliviar tensões internas, (2) aumentar a tenacidade, ductilidade e rigidez de um material, (3) produzir uma microestrutura específica; Parâmetros de Controle: temperatura: taxas de aquecimento e resfriamento do material; tempo de permanência em determinada temperatura; tamanho da peça a ser tratada.

2 Recozimento de Ligas Ferrosas Normalização Recozimento pleno Recozimento subcrítico Temperatura crítica inferior (TCI): A 1, abaixo da qual austenita não existirá; Temperatura crítica superior (TCS): linhas A 3 e A cm, acima das quais existe somente austenita; Normalização: tratamento de recozimento realizado entre 55-85ºC acima da TCS para refinar os grãos e produzir uma distribuição de tamanhos mais uniforme. Recozimento pleno: austenitização de uma liga, seguida de resfriamento lento, dentro do próprio forno, até a temperatura ambiente. Recozimento subcrítico: aquecimento e manutenção prolongada de uma liga a uma temperatura imediatamente abaixo da temperatura eutetóide (A 1 ), resultando em uma estrutura de cementita globulizada. Diagrama Fe-Fe 3 C na vizinhança do eutetóide.

3 Endurecibilidade Conceito: Capacidade de uma liga ser endurecida pela formação da martensita, como resultado da aplicação de um tratamento térmico; Corresponde à medida qualitativa da taxa segundo a qual a dureza cai em função da distância ao se penetrar no interior de uma amostra, em função do menor teor de martensita; Uma liga de aço que possui alta endurecibilidade é aquela que endurece, ou forma martensita, não apenas na sua superfície, mas em elevado grau também ao longo de todo o seu interior; Pode ser determinada pelo ensaio Jominy da extremidade temperada.

4 Ensaio Jominy amostra Jato de água a 24 ºC Acessório de montagem Corpo de prova Jato de água Curva de endurecibilidade Superfície plana e polida Ensaios de dureza Rockwell C

5 Ensaio Jominy: Curva de Endurecibilidade Taxa de resfriamento, ºC/s Distância a partir da extremidade temperada Escala Rockwell C Distância a partir da extremidade temperada 16 avos de polegada Menos martensita extremidades temperadas resfriam mais rapidamente e contém mais martensita; a taxa de resfriamento decresce com o aumento da distância até a extremidade temperada: maior difusão de C, mais bainita/perlita, menor dureza; alta endurecibilidade é indicada por uma curva de endurecibilidade com um comportamento mais próximo de uma reta paralela à abscissa.

6 Curvas de Endurecibilidade: Influência de Elementos de Liga Escala Rockwell C Distância a partir da extremidade temperada 16 avos de polegada Influência de elementos de liga sobre a curva de endurecibilidade resultante: a presença de Ni, Cr e Mo nos aços-liga retardam as reações de transformação da austenita em perlita e/ou bainita. O mesmo efeito pode ser observado para ligas com diferentes % C; Isso permite que mais martensita se forme para uma taxa de resfriamento específica, produzindo uma liga com maior dureza. Escala Rockwell C Distância a partir da extremidade temperada Taxa de resfriamento a 700ºC

7 Endurecibilidade: Influência do Meio de Resfriamento, do Tamanho da Amostra Taxa de resfriamento a 700ºC Diâmetro da barra Distância equivalente a partir da extremidade temperada Temperado em águaTemperado em óleo Severidade da têmpera: água > óleo > ar. Ex: para uma barra de 50mm de diâmetro, a taxa de resfriamento no seu centro é de 27ºC/s na água e 13,5ºC/s no óleo; para um determinado meio de têmpera, a taxa de resfriamento no centro da amostra é menor para diâmetros maiores.

8 Endurecibilidade: Influência da Geometria da Amostra perfil radial de dureza para amostras cilíndricas de aço, com diâmetros de 50mm, temperadas em água moderadamente agitada; perfil radial de dureza para amostras cilíndricas de aço com diâmetros de 50 e 100 mm, temperadas em água moderadamente agitada. Escala Rockwell C

9 Endurecimento por Precipitação pequenas inclusões de fases secundárias aumentam a resistência de um material; distorções da rede cristalina ao redor dessa fase secundária impedem o movimento de discordâncias; o precipitado se forma quando o limite de solubilidade é excedido; o endurecimento por precipitação também é conhecido como endurecimento por envelhecimento. Resfriamento lento precipita nos contornos de grão de k Tempo

10 Endurecimento por Precipitação Solubilização: Em T 0 todos os átomos do soluto A se dissolvem para formar uma solução monofásica ( ); Resfriamento rápido: após a solubilização, a liga é resfriada rapidamente até T 1. Sem tempo para difundir, a fase não se forma, o que resulta numa fase como sendo uma solução sólida supersaturada; Precipitação: a solução sólida é aquecida até T 2, abaixo da linha solvus, onde a difusão é apreciável. A fase começa a se formar como partículas finas dispersas; Após determinado período de tempo, o material é resfriado até a temperatura ambiente. Temperatura Tempo Tratamento térmico de solubilização Têmpera Tratamento térmico de precipitação

11 Resistência ou dureza zonas Superenve- lhecimento solventesoluto Partícula da fase Fase precipitada de transição Solução supersaturada Fase de equilíbrio, dentro da fase matriz Distorções na rede Sem distorções na rede Endurecimento por Precipitação

12 Limite de resistência à tração (MPa) Ductilidade (% AL em 2 pol.) Duração do tratamento térmico da precipitação


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