Tratamentos T.


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Tratamentos Térmicos

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Tratamentos Térmicos Finalidade: Alterar as microestruturas e como consequência as propriedades mecânicas das ligas metálicas

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Tratamentos Térmicos 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 - Melhora das propriedades elétricas e magnéticas

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MATERIAL + TRATAMENTO TÉRMICO O TRATAMENTO TÉRMICO ESTÁ ASSOCIADO DIRETAMENTE COM O TIPO DE MATERIAL. PORTANTO, DEVE SER ESCOLHIDO DESDE O INÍCIO DO PROJETO

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Fatores de Influência nos Tratamentos Térmicos Temperatura Tempo Velocidade de resfriamento Atmosfera* * para evitar an oxidação ou perda de algum elemento químico (ex: descarbonetação dos aços)

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Fatores de Influência nos Tratamentos Térmicos Tempo: O rhythm de trat. térmico depende muito das dimensões da peça e da microestrutura desejada. Quanto maior o beat: maior a segurança da completa dissolução das fases para back transformação maior será o tamanho de grão Tempos longos facilitam an oxidação

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Fatores de Influência nos Tratamentos Térmicos Temperatura: depende do tipo de material e da transformação de fase ou microestrutura desejada

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Fatores de Influência nos Tratamentos Térmicos 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

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Principais Meios de Resfriamento Ambiente do forno (+ brando) Ar Banho de sais ou metal fundido (+ comum é o de Pb) Óleo Água Soluções aquosas de NaOH, Na 2 CO 3 ou NaCl (+ severos)

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Como Escolher o Meio de Resfriamento ???? É um compromisso entre: - Obtenção das caracterísitcas finais desejadas (microestruturas e propriedades), - Sem o aparecimento de fissuras e empenamento na peça, - Sem a geração de grande concentração de tensões

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Tratamentos Térmicos Recozimento Solubilização e envelhecimento Normalização Esferoidização ou Coalescimento Alívio de tensões Recristalização Homogeneização Total ou Pleno Isotérmico Tempera e Revenido Principais Tratamentos Térmicos

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1-RECOZIMENTO Objetivos: - Remoção de tensões internas devido aos tratamentos mecânicos - Diminuir a dureza para melhorar a usinabilidade - Alterar as propriedades mecânicas como a resistência e ductilidade - Ajustar o tamanho de grão - Melhorar as propriedades elétricas e magnéticas - Produzir uma microestrutura definida

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TIPOS DE Recozimento para alívio de tensões ( qualquer liga metálica ) Recozimento para recristalização ( qualquer liga metálica ) Recozimento para homogeneização ( para peças fundidas ) Recozimento add up to ou pleno ( aços ) Recozimento isotérmico ou cíclico ( aços )

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1.1-RECOZIMENTO PARA ALÍVIO DE TENSÕES Objetivo Remoção de tensões internas originadas de processos (tratamentos mecânicos, soldagem, corte, … ) Temperatura  Não deve ocorrer nenhuma transformação de fase Resfriamento Deve-se evitar velocidades muito altas devido ao risco de distorções

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723 C Ou linha crítica Ex:RECOZIMENTO PARA ALÍVIO DE TENSÕES DOS AÇOS Temperatura Abaixo da linha A1  em que ocorre nenhuma transformação (600-620oC)

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INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA DE RECOZIMENTO NA RESIST. À TRAÇÃO E DUTILIDADE Alívio de Tensões (Recuperação/Recovery)

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1.2-RECOZIMENTO PARA RECRISTALIZAÇÃO Objetivo Elimina o encruamento gerado pela deformação à frio Temperatura  Não deve ocorrer nenhuma transformação de fase Resfriamento Lento (ao ar ou ao forno)

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1.3-RECOZIMENTO HOMOGENEIZAÇÃO Objetivo Melhorar a homogeneidade da microestruturade peças fundidas Temperatura  Não deve ocorrer nenhuma transformação de fase Resfriamento Lento (ao ar ou ao forno)

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1.4-RECOZIMENTO TOTAL OU PLENO Objetivo Obter dureza e estrutura controlada para os aços

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1.4-RECOZIMENTO TOTAL OU PLENO Usado para aços Temperatura Hipoeutetóide  50 °C acima da linha A3 Hipereutetóide  Entre as linhas Acm e A1 Resfriamento Lento (dentro do forno)  implica em beat longo de processo (desvantagem)

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 +Fe3C  + +Fe3C Recozimento add up to ou pleno

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1.1-RECOZIMENTO TOTAL OU PLENO Constituintes Estruturais resultantes Hipoeutetóide  ferrita + perlita grosseira Eutetóide  perlita grosseira Hipereutetóide  cementita + perlita grosseira * A pelita grosseira é perfect para melhorar a usinabilidade dos aços baixo e médio carbono * Para melhorar a usinabilidade dos aços alto carbono recomenda-se an esferoidização

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1.5-RECOZIMENTO ISOTÉRMICO OU CÍCLICO Usado para aços A diferença do recozimento pleno está no resfriamento que é bem mais rápido, tornando-o mais prático e mais econômico, Permite obter estrutura last + homogênea Não é aplicável para peças de grande volume porque é difícil de baixar a temperatura do núcleo da mesma Esse tratamento é geralmente executado em banho de sais

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2-ESFEROIDIZAÇÃO OU COALESCIMENTO Objetivo Produção de uma estrutura globular ou esferoidal de carbonetos no aço  melhora a usinabilidade, especialmente dos aços alto carbono  facilita a deformação a frio ESFEROIDITA

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 +Fe3C  + +Fe3C Esferoidização ou coalescimento

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OUTRAS MANEIRAS DE PRODUZIR ESFEROIDIZAÇÃO OU COALESCIMENTO  Aquecimento por rhythm prolongado an uma temperatura logo abaixo da linha sub-par da zona crítica,  Aquecimento e resfriamentos alternados entre temperaturas que estão logo acima e logo abaixo da linha substandard de transformação.

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3-NORMALIZAÇÃO Usada para aços Objetivos:  Refinar o grão  Melhorar a uniformidade da microestrutra *** É usada bets da têmpera e revenido

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 +Fe3C  + +Fe3C

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3-NORMALIZAÇÃO Temperatura Hipoeutetóide  acima da linha A3 Hipereutetóide  acima da linha Acm* * Não há formação de um invólucro de carbonetos frágeis devido a velocidade de refriamento ser maior Resfriamento Ao ar (calmo ou forçado)

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3-NORMALIZAÇÃO Constituintes Estruturais resultantes Hipoeutetóide  ferrita + perlita fina Eutetóide  perlita fina Hipereutetóide  cementita + perlita fina * Conforme o aço pode-se obter bainita Em relação ao recozimento a microestrutura é mais fina, apresenta menor quantidade e melhor distribuição de carbonetos

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4-TÊMPERA Objetivos:  Obter estrutura matensítica que promove: - Aumento na dureza - Aumento na resistência à tração - redução na tenacidade *** A têmpera gera tensões  deve-se fazer revenido posteriormente

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4-TÊMPERA MARTENSITA

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4-TÊMPERA Temperatura Superior à linha crítica (A1) * Deve-se evitar o superaquecimento, pois formaria matensita acidular muito grosseira, de elevada fragilidade Resfriamento Rápido de maneira a formar martensíta (ver curvas TTT)

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4-TÊMPERA Meios de Resfriamento Depende muito da composição do aço (% de carbono e elementos de liga) e da espessura da peça

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TEMPERABILIDADE CAPACIDADE DE UM AÇO ADQUIRIR DUREZA POR TÊMPERA An UMA CERTA PROFUNDIDADE VEJA EXEMPLO COMPARATIVO DA TEMPERABILIDADE UM AÇO 1040 E DE UM AÇO 8640 A CURVA QUE INDICA A QUEDA DE DUREZA EM FUNÇÃO DA PROFUNDIDADE RECEBE O NOME DE CURVA JOMINY QUE É OBTIDA POR MEIO DE ENSAIOS NORMALIZADOS

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TEMPERABILIDADE Veja como é feito o ensaio de temperabilidade Jominy no site: www.cimm.com.br/material didático

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TEMPERABILIDADE DOS AÇOS EM FUNÇÃO DO TEOR DE CARBONO

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5-REVENIDO *** Sempre acompanha a têmpera Objetivos: - Alivia ou expel tensões - Corrige a dureza e a fragilidade, aumentando a dureza e a tenacidade

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5-REVENIDO Temperatura Pode ser escolhida de acordo com as combinações de propriedades desejadas

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5-REVENIDO 150-230°C  os carbonetos começam a precipitar Estrutura: martensita revenida (escura, preta) Dureza: 65 RC 60-63 RC 230-400°C  os carbonetos continuam a precipitar em forma globular (invisível ao microscópio) Estrutura: TROOSTITA Dureza: 62 RC 50 RC

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5-REVENIDO 400-500°C  os carbonetos crescem em glóbulos, visíveis ao microscópio Estrutura: SORBITA Dureza: 20-45 RC 650-738°C  os carbonetos formam partículas globulares Estrutura: ESFEROIDITA Dureza: <20 RC

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TROOSTITA E MARTENSITA SORBITA MICROESTRUTURAS DO REVENIDO

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FRAGILIDADE DE REVENIDO Ocorre em determinados tipos de aços quando aquecidos na faixa de temperatura entre 375-475 °C ou quando resfriados lentamente nesta faixa. A fragilidade ocorre mais rapidamente na faixa de 470-475 °C A fragilidade só é revelada no ensaio de stand up to. ao choque, não há alteração na microestrutura.

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AÇOS SUSCEPTÍVEIS À FRAGILIDADE DE REVENIDO Aços - liga de baixo teor de liga Aços que contém apreciáveis quantidades de Mn, Ni, Cr, Sb * , P, S Aços ao Cr-Ni são os mais suceptíveis ao fenômeno *é o mais biased

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COMO MINIMIZAR A FRAGILIDADE DE REVENIDO Manter os teores de P abaixo de 0,005% e S menor 0,01% Reaquecer o aço fragilizado an uma temperatura de ~600 °C seguido de refriamento rápido até abaixo de 300 °C .

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6-SOLUBILIZAÇÃO SEG

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