Tecnologia Mecânica Tratamentos Térmicos.

Apresentação em tema: "Tecnologia Mecânica Tratamentos Térmicos."— Transcrição da apresentação:

1 Tecnologia Mecânica Tratamentos Térmicos

2 Diagrama de Fases

3 Tratamento Térmico Finalidade:
Alterar as microestruturas e, como conseqüência, as propriedades mecânicas das ligas metálicas O tratamento térmico está diretamente relacionado com o tipo de material a ser tratado

4 Objetivos Remoção de tensões internas Aumento ou diminuição da dureza
Aumento da resistência mecânica Melhora da ductilidade Melhora da usinabilidade Melhora da resistência ao desgaste Melhora da resistência à corrosão Melhora da resistência ao calor

5 Fatores de Influência Temperatura Tempo Velocidade de resfriamento
Atmosfera (para evitar a oxidação ou perda de algum elemento químico, como a descarbonetação dos aços)

6 Tempo O tempo de tratamento depende muito das dimensões da peça
Quanto maior o tempo, maior a segurança da completa dissolução das fases para posterior transformação Tempos longos facilitam a oxidação e encarecem o processo

7 Temperatura Depende do tipo de material e da transformação de fase ou microestrutura desejada

8 Velocidade de Resfriamento
Depende do tipo de material e da transformação de fase ou microestrutura desejada É o mais importante porque é ele que efetivamente determinará a microestrutura, além da composição química do material

9 Principais meios de resfriamento
Ambiente do forno (+ brando) Ar Banho de sais ou metal fundido (mais comum é o de Pb) Óleo Água Soluções aquosas de NaOH, Na2CO3 ou NaCl (+ severos)

10 Principais Tratamentos Térmicos
Recozimento Normalização Alívio de tensões Recristalização Homogeneização Total ou Pleno Isotérmico Têmpera e Revenido

11 Recozimento Objetivos: Método: Tempo de permanência:
Remoção de tensões internas Diminuir a dureza, para melhorar a usinabilidade Alterar as propriedades mecânicas, como a resistência e a ductilidade Ajustar o tamanho de grão Método: Manter o material a uma temperatura determinada por um certo tempo, e a seguir resfriá-lo lentamente Tempo de permanência: aços carbono: ~ 20 min. por centímetro de espessura aços liga: ~ 30 min. por centímetro de espessura

12 Tipos de Recozimento Recozimento para alívio de tensões
(qualquer liga metálica) Recozimento para recristalização Recozimento para homogeneização (para peças fundidas) Recozimento total ou pleno (aços)

13 Recozimento para alívio de tensões
Objetivo: Remoção de tensões internas Temperatura: Geralmente entre 500 ºC e 700 ºC Resfriamento: Deve-se evitar velocidades muito altas devido ao risco de distorções; geralmente feito ao ar

14 Recozimento para Recristalização
Objetivo: Elimina o encruamento gerado pela deformação a frio Temperatura: Menor que 723 ºC Resfriamento: Lento (ao ar ou ao forno)

15 Recozimento para Homogeneização
Objetivo: Melhorar a homogeneidade da microestrutura de peças fundidas Temperatura Menor que 723 ºC Resfriamento: Lento (ao ar ou ao forno)

16 Recozimento Total ou Pleno
Objetivo: Obter dureza e estrutura controlada para os aços Temperatura: < 0,86% C: 50 ºC acima da Tcrítica superior >0,86% C: entre Tcrítica superior e Tcrítica inferior Resfriamento: Lento, ao forno (~ 50 ºC/h) Implica em tempos longos de processo

17 Influência da Temperatura de Recozimento

18 Normalização Usada nos aços, antes da Têmpera e Revenido. Objetivos:
Refinar o grão Melhorar a uniformidade da microestrutura Temperatura < 0,86% C: Acima da linha A3 > 0,86% C: Acima da Tcrítica superior Resfriamento Ao ar (calmo ou forçado)

19 Têmpera Objetivos: Obter estrutura matensítica, que promove: Aumento na dureza Aumento na resistência à tração Redução na tenacidade Aumento da resistência ao desgaste A têmpera gera tensões – é necessário um revenido posterior

20 Estrutura Martensítica

21 Têmpera Temperatura: Resfriamento:
Levemente superior à linha crítica (A1) Manutenção a essa temperatura para homogeneização (0,4 a 0,86)% C – Acima da austenitizacao plena > 0,86% C: aproximadamente ( ) ºC Deve ser realizado em atmosfera controlada Resfriamento: Brusco, de maneira a formar martensita A velocidade de resfriamento é o fator mais importante da têmpera

22 Têmpera Meios de resfriamento
Dependem da composição do aço (% de C e elementos de liga) e da espessura da peça

23 Temperabilidade Capacidade de um aço adquirir dureza por têmpera a uma certa profundidade A curva que indica a queda de dureza em função da profundidade recebe o nome de curva Jominy, e é obtida por meio de ensaios normalizados

24 Temperabilidade

25 Temperabilidade em função do teor de Carbono

26 Revenido Sempre acompanha a têmpera Objetivos: Temperatura
Alivia ou remove tensões Corrige a dureza e a fragilidade, aumentando a tenacidade Temperatura Pode ser escolhida de acordo com as propriedades desejadas

27 Temperatura de Revenido

28 Temperatura de Revenido
150 – 230 °C  Dureza: 65 RC a 60 RC 230 – 400 °C  Dureza: 62 RC a 50 RC 400 – 500 °C  Dureza: 20 RC a 45 RC 650 – 738 °C  Dureza: < 20 RC

29 Microestruturas de Revenido

30 Outros Tratamentos Térmicos
Tratamento Sub-zero Alguns aços, especialmente os de alta liga, não conseguem finalizar as transformações de fases O tratamento consiste no resfriamento do aço a temperaturas abaixo da ambiente Ex: Nitrogênio líquido: -170 ºC Nitrogênio + álcool: -70 ºC

31 Austêmpera e Martêmpera
Problema prático no resfriamento e na têmpera: Resfriamento não uniforme gera tensões A parte externa resfria mais rapidamente, enriquecendo-se de martensita A martensita é dura e frágil, e pode trincar Os tratamentos térmicos denominados de martêmpera e austêmpera visam solucionar este problema

32 Martêmpera O resfriamento é temporariamente interrompido, criando um passo isotérmico, no qual toda a peça atinge a mesma temperatura A seguir, o resfriamento é feito lentamente, de forma que a martensita se forma uniformemente através da peça A ductilidade é conseguida através de um revenido final

33 Austêmpera O procedimento é análogo à martêmpera, entretanto a fase isotérmica é prolongada até que ocorra a completa transformação em bainita Microestrutura formada é mais estável (+Fe3C), o resfriamento subseqüente não gera martensita Não existe a fase de reaquecimento, tornando o processo mais barato

34 Processos Têmpera, Austêmpera, Martêmpera