IECETEC Orgulhosamente apresenta: profº msc Etevaldo costa MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA E TRATAMENTO TÉRMICO Com profº msc Etevaldo costa

Olá pessoal sejam todos bem vindos a mais uma Aula com o profº Etevaldo Costa. Bons Estudos!

MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MECÂNICA E TRATAMENTO TÉRMICO Aula 04 Assunto: Transformações por resfriamento contínuo (TRC)

1- Introdução Os tratamentos isotérmicos não são os mais práticos pois a liga tem de ser aquecida a uma temperatura maior que a temperatura eutetóide e então resfriada rapidamente e mantida a uma temperatura elevada. A maioria dos tratamentos térmicos envolve o resfriamento contínuo até a temperatura ambiente  diagrama de transformação isotérmica não é mais válido. Um diagrama de transformação isotérmica só é válido para temperatura constante e tal diagrama (TTT) deve ser modificado para transformações com mudanças constantes de temperaturas

2- Características geral da curva TRC No resfriamento contínuo o tempo exigido para que uma reação tenha seu início e o seu término é retardado e as curvas são deslocadas para tempos mais longos e temperaturas menores

2- Características geral da curva TRC Resfriamento moderadamente rápido e resfriamento lento Início da transformação Resfriamento lento (recozimento total) A transformação tem início após um período de tempo que corresponde à intersecção da curva de resfriamento com a curva de início da reação, e termina com o cruzamento da curva com o término da transformação Temperatura (°C) Resfriamento moderadamente rápido (normalização) Com a continuidade do resfriamento a austenita não convertida em perlita se transforma em martensita ao cruzar a linha M (início) M (início) Microestrutura Indica uma Perlita fina transformação durante o resfriamento Perlita grosseira Tempo (s)

2- Características geral da curva TRC Resfriamento moderadamente rápido e resfriamento lento Início da transformação Resfriamento lento (recozimento total) Normalmente, não irá se formar bainita para aços ferro-carbono resfriados continuamente, pois toda a austenita se transformará em perlita Temperatura (°C) Resfriamento moderadamente rápido (normalização) Com a continuidade do resfriamento a austenita não convertida em perlita se transforma em martensita ao cruzar a linha M (início) M (início) Microestrutura Indica uma Perlita fina transformação durante o resfriamento Perlita grosseira Tempo (s)

Taxa crítica de resfriamento = taxa mínima para produção de uma estrutura totalmente martensítica Para taxas de resfriamento superiores à crítica existirá apenas martensita. Além disso existirá uma faixa de taxas em que perlita e martensita são produzidos e finalmente uma estrutura totalmente perlítica se desenvolve para baixas taxas de resfriamento Temperatura (°C) M (início) Martensita + Perlita Martensita Perlita Tempo (s)

4- Diagrama de resfriamento contínuo para aço-liga 4340 SAE 4340 - Composição Química – C(0,38 – 0,43), Si(0,15 – 0,30), Mn(0,60-0,80), Cr(0,80 – 1,10), Ni(1,65-2,00), Mo(0,20-0,30) A presença de outros elementos liga além do carbono pode causar alterações significativas nas posições e nas formas das curvas TTT. Essas alterações incluem o deslocamento do joelho para transformação da austenita para perlita e a formação de um joelho separado para bainita.

4- Diagrama de resfriamento contínuo para aço-liga 4340 O carbono e outros elementos liga deslocam os joelhos da perlita e da bainita para tempos mais longos, dessa forma diminuindo a taxa de resfriamento crítica. A adição de elemento liga consiste me facilitar a formação da martensita. Como se pode observar na figura, para este aço há possibilidade de formação da bainita durante o processo de resfriamento contínuo

4- Diagrama de resfriamento contínuo para aço-liga 4340 Como se pode observar também, a taxa de resfriamento crítico diminui consideravelmente. Outras taxas, permitem formação de microestruturas diferentes

5- EXERCÍCIOS 1- Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga ferro-carbono, indique as microestruturas nas curvas A, B, C e D; RESPOSTAS: A- Martensita B- Martensita + bainita C- Martensita+bainita +perlita+ferrita D- Perlita+ ferrita

Perlita + Bainita+ Martensita 5- EXERCÍCIOS 2- Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga ferro-carbono, indique as microestruturas nas 3 curvas formadas; RESPOSTAS: Martensita Perlita + Bainita+ Martensita Perlita

Ferrita + Perlita + Bainita 5- EXERCÍCIOS 3- Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga ferro-carbono, indique as microestruturas nas 3 curvas formadas; RESPOSTAS: Martensita Bainita Ferrita + Perlita + Bainita

5- EXERCÍCIOS 4- Analise o diagrama TTT que ilustra as curvas de resfriamento contínuo para um aço-1080(Figura ao lado). Cite quais as fases microestruturais de amostras dessa liga que são, em primeiro lugar, completamente transformadas em austenita e depois resfriadas até a temperatura ambiente, de acordo com as seguintes taxas: (a) 150 ºC/s, (b) 10 ºC/s, (c) 70 ºC/s e (d) 2 ºC/s até 700 graus e manutenção nesta temperatura por 20 horas e resfriamento dentro do forno.

5- EXERCÍCIOS 5- Usando o diagrama de transformação contínua para uma liga de aço ABNT 4340 (vide figura), determine a microestrutura final de pequenas amostras que foram resfriadas até temperatura ambiente segundo as seguintes taxas de resfriamento: a)20 ºC/s, (b) 7 ºC/s, (c) 0,05 ºC/s, (d) 1 ºC/s e (e) 0,002 ºC/s. Para cada caso, suponha que a amostra se encontra inicialmente a uma temperatura de 845ºC e que ela tenha sido mantida a essa temperatura por tempo suficiente para que fosse atingida uma estrutura austenítica completa e homogênea.

5- EXERCÍCIOS 6-Considerando a curva TTT (Transformação em função de Tempo e Temperatura) do aço ABNT 1050, representada na figura ao lado, o tratamento térmico que produz uma microestrutura homogênea e com dureza uniforme de 30 HRC, na direção radial de um eixo de 100 mm de diâmetro, é o resfriamento contínuo de 900 ºC até 500 ºC num tempo de: (A) 10³ s. (B) 10 s. (C) 0,5 s, seguido de tratamento isotérmico. (D) 5 s, seguido de tratamento isotérmico. (E) 10 s, seguido de tratamento isotérmico.

Até a próxima aula!