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Diagrama de Fases – Parte 3

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Apresentação em tema: "Diagrama de Fases – Parte 3"— Transcrição da apresentação:

1 Diagrama de Fases – Parte 3
Aula 07

2 Introdução O diagrama de fase Fe-C estudado anteriormente, permite a verificação das transformações que a austenita apresenta durante o resfriamento muito lento, resultando nos constituintes ferrita, cementita e perlita. A formação da ferrita e da cementita (conseqüentemente da perlita), deverá acontecer com o polimorfismo (mudança de reticulado cristalino do ferro), através da movimentação atômica (difusão) da austenita. Essas transformações necessitam de tempo para ocorrer. Se a velocidade de resfriamento da austenita for aumentada significativamente, não haverá tempo para a transformação nesses constituintes (ferrita e cementita). E a austenita formará outro constituinte, de grande importância para aplicação dos aços, a martensita.

3 Mas o que é Martensita? Martensita é uma fase que o material pode apresentar, tipo ferrita, cementita e etc... A martensita é obtida pelo resfriamento rápido dos aços. Apresenta-se sob a forma de agulhas e cristaliza -se na forma tetragonal. Ela apresenta dureza elevada devido a deformação que produz na rede cristalina com a inserção dos átomos de carbono. É um constituinte extremamente duro e resistente Podendo atingir uma dureza de até 68 HRC O Limite de resistência pode ser de até 2500 N/mm² . Seu alongamento é de no máximo 2,5%. É magnética. Aço com 0,5% de carbono, temperado em água fria.

4 Mas porque que não aparece a martensita do diagrama Fe-Fe3C?
Porque o diagrama Fe-Fe3C mostra as fases formadas quando o resfriamento é LENTO. A Martensita se forma quando o resfriamento é RÁPIDO, e só conseguimos observar a sua transformação quando analisamos um outro tipo de diagrama, o diagrama TTT – Temperatura Tempo e Transformação.

5 Diagrama “Temperatura-Tempo-Transformação” (Curvas TTT)
O diagrama TTT estuda os fenômenos que ocorrem com os aços, quando este é resfriado a diferentes velocidades, ou seja, o diagrama TTT mostra as fases que irão se formar nos aços de acordo com a velocidade de resfriamento.

6 Diagrama “Temperatura-Tempo-Transformação” (Curvas TTT)
Eixo y : escala de temperaturas. Eixo x : escala de tempo e trata-se de uma escala logarítmica. Normalmente essa escala inicia na temperatura ambiente e varia até uma temperatura superior a linha A1.

7 Diagrama “Temperatura-Tempo-Transformação” (Curvas TTT)
Para uma análise mais detalhada dessas transformações, será analisado o diagrama TTT para um aço eutetóide (0,77% de C em peso). Esse aço apresenta uma única temperatura crítica a 727 ºC. Abaixo dessa temperatura, se o resfriamento for extremamente lento, o constituinte obtido será a perlita. Mas se a velocidade de resfriamento for alta, o constituinte resultante será só martensita. A velocidade que apresenta essa transformação, recebe o nome de velocidade crítica de resfriamento, de grande importância no estudo dos tratamentos térmicos dos aços.

8 Diagrama “Temperatura-Tempo-Transformação” (Curvas TTT) : Aços Eutetóides
A determinação das curvas, é efetuada correlacionando-se para cada temperatura os pontos de início de transformação da austenita, e os pontos de fim de transformação. Os quais unidos entre si, originam duas curvas com a forma C.

9 Diagrama “Temperatura-Tempo-Transformação” (Curvas TTT) : Aços Eutetóides
A linha horizontal, na parte superior do diagrama, representa a linha inferior da zona crítica, nesse caso linha A1, a temperatura de 727°C;

10 Diagrama “Temperatura-Tempo-Transformação” (Curvas TTT) : Aços Eutetóides
De 727°C até cerca de 650°C, tem-se perlita grosseira, com dureza variando entre 5 a 20 HRC. Entre 650°C a 550°C, tem-se perlita fina, com dureza de 30 a 40 HRC ou 400 HB. É a forma mais dura da perlita.

11 Perlita Grossa Perlita fina
Diagrama “Temperatura-Tempo-Transformação” (Curvas TTT) : Aços Eutetóides Perlita Grossa Perlita fina

12 Diagrama “Temperatura-Tempo-Transformação” (Curvas TTT) : Aços Eutetóides
Entre 550°C e um pouco acima de 350°C, obtém-se e bainita superior. Entre 350°C e um pouco acima de 200°C, obtém-se e bainita inferior (acicular),.

13 Mas o que é Bainita? Bainita é uma fase que o material pode apresentar, tipo ferrita, cementita, martensita e etc... A bainita é obtida pelo resfriamento moderado dos aços. Pode apresentar-se sob a forma de bainita superior e bainita inferior (acicular). Bainita superior -> dureza varia de 40 a 45 HRC. Bainita inferior (acicular), -> dureza varia de 50 a 60 HRC.

14 Bainita superior: apresenta-se como uma série de agulhas de ferrita separadas por partículas alongadas de cementita. Bainita inferior: a ferrita encontra-se em placas e partículas finas de cementita se formam no interior dessas placas

15 Diagrama “Temperatura-Tempo-Transformação” (Curvas TTT) : Aços Eutetóides
Entre as temperaturas, um pouco acima de 200°C e aproximadamente a 100°C, tem-se a martensita. A alta dureza conseguida pela martensita, pode ser atribuída ao fato da mesma promover a distorção do reticulado cristalino gerando tensões internas.

16 Perlita

17 Estruturas bainíticas
Estruturas martensíticas: Bainita

18 Lista de exercícios número 3

19 Referências CALLISTER Jr, William. Ciência e Engenharia dos Materiais: Uma introdução. 5ª Ed. Rio de Janeiro. LTC VAN VLACK, Laurence Hall. Princípios de Ciência dos Materiais. 4ª Ed. São Paulo. Edgard Blücher PADILHA, Ângelo Fernando. Materiais de Engenharia: Microestrutura e Propriedades. São Paulo. Hemus SHACKELFORD, J. F. Ciência dos Materiais. 6ª Ed. Pearson SENAI. Telecurso 2000 Profissionalizante. São Paulo. PASCOALI, S. Apostila de Tecnologia dos Materiais I. CEFET – SC. Araranguá COSTA, E. M. Diagrama de Fase em condições de equilíbrio. PGETEMA/PUCRS.


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