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MarcaInstituioEnsinoProf. M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota

TEMPERABILIDADE

Cont. Tratamentos Trmicos 2.2

Temperabilidade (ou profundida de endurecimento) a caracterstica que define a variao de dureza desde a superfcie at o ncleo da pea quando temperada.Est associada capacidade de determinado ao formar martensita e, portanto, velocidade crtica de tmpera.Ou seja, quanto mais lento o arrefecimento que conduz transformao A M, maior a temperabilidade do aoTEMPERABILIDADE

Caixa de mudanas de um automvel Aplicaes de Tratamentos Trmicos

Ferramentas de corte

CURVAS TTT (Transformao-Tempo-Temperatura) 4Curva TTT x Curva TRC

Linha fina = Transformao IsotrmicaLinha grossa = Transformao em Resfriamento ContnuoCurvas de Transformao em Resfriamento Continuo (TRC)ou Contnuos Cooling Transformation (CCT)5Ensaio Grossman Dimetro crticoBarras de diferentes dimetros so temperadas e medido o perfil de dureza ao longo do dimetro da barra.

(b) O dimetro crtico (para um dado meio de arrefecimento) aquele a partir do qual o ncleo apresenta uma zona inferior de 50% de martensita.A dureza crtica a dureza para 50% de martensita

Ao AISI 3140

31XX31XXAos Nquel Cromo com 1,25% de Ni e 0,65% de CrTemperabilidade - Ensaio Jominy

Corpo de prova de 1x4Dispositivo Jominy para determinao da temperabilidade dos aos

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Temperabilidade - Ensaio JominyTEMPERABILIDADE DOS AOS EM FUNO DO TEOR DE CARBONO

Ao temperadoMicroestrutura: Martensita aspecto acicularAmpliao: 1000 vezesAtaque: reativo de ntal.Profundidade de endurecimento, indicada pelo ensaio Jominy

Aos com a mesma quantidade de carbono (0,45%C e 0,4%C) e temperabilidadediferentes por causa da influncia dos elementos de liga

10Carbono equivalenteCarbono equivalente um numero emprico que mede a temperabilidade ou soldabilidade:CE = C + (Mn)/6 + (Cr+Mo)/5 + (V+Ni+Cu)/15Frmula adotada pelo Welding Institute,onde:

Anlise dos resultados:CE < 0,4 no tempervel e de fcil soldagem;CE > 0,4 tempervel e exige cuidados especiais na soldagem.SmboloNomeMnmangansCrCromoMoMolibdnioVVandioNiNquelCuCobre11Diagrama de fases Fe-Fe3C Para todos os aos

AOS EUTETIDESCURVAS TTT (Temperatura-Tempo-Transformao)Ao eutetideAo hipereutetideAo hipoeutetide

Ac3Ac1AcmAc1Ac1Ac1z.c.Temperatura (C)0,4C 0,8C 0,9C 13

Curvas TRT (Resfriamento contnuoEstado de agitao do meio de resfriamentoAr leo gua Salmoura Nenhuma0,020,25 a 0,301,02,2Moderada 0,35 a 0,41,2 a 1,3-violenta0,0080,8 a 1,14,05,0SEVERIDADE DE RESFRIAMENTO H (TMPERA)

Curvas TRC (Transformao em Resfriamento Contnuo)14

Herrar umano

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MARTMPERA

Forno SalBanho de sal = nitrato de sdio e nitrato de potssio (50%)Temperatura de fuso 221CFaixa de trabalho de 260C e 593C

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VANTAGENS DA MARTMPERAUsado principalmente para diminuir a distoro e empenamento produzidos durante o resfriamento rpido das peas de ao;Forma martensita uniforme em toda seo da pea;Evita a formao excessiva de tenses residuais;Leva em conta a espessura e seo das peas a serem tratadas.

X21Reviso: RevenidoNo estado temperado, a martensita, alm de ser mais dura, to frgil que no pode ser utilizada paraa maioria das aplicaes.As tenses internas que possam ter sido introduzidas durante a tmpera tem umefeito de enfraquecimento.A ductilidade e a tenacidade podem ser aprimoradas e as tenses internas aliviadas atravs um tratamento de revenido.

Martensita X Martensita Revenida(a) Martensita obtida aps o processo de tmpera de ao; (b) Martensita revenida de ao com 0,5% de C, em peso [Shackelford, 2000]

CURVA DE REVENIMENTO

Fragilidade do revenido

Diversos aos, principalmente ao-liga, caracterizam-se por adquirirem fragilidade, quando so aquecidos na faixa de temperaturas 375-575C, ou quando so resfriados lentamente atravs dessa faixa . Este fenmeno conhecido com o nome de fragilidade de revenido. A fragilidade ocorre mais rapidamente na faixa 450-475C. Os aos-carbono comuns contendo mangans abaixo de 0,30% no apresentam o fenmeno. Contudo, aos contendo apreciveis quantidades de mangans, nquel e cromo, alm de uma ou mais impurezas tais como antimnio, fsforo, estanho ou arsnio, so suscetveis ao fenmeno.

Fonte: www.spectru.com.brAUSTMPERABainita um constituinte metalogrfico formado por Ferrita e Carbonetos.Aplicaes: Aos Cr e/ ou Mo que apresentam fragilidade de Revenimento, molas, fechos de cintos de segurana, componentes de fechadura e outros.Microgrfia:A Bainita apresenta-se na forma de agulhas, semelhantes s de Martensita.

Forno Sal27

Microestrutura da Bainita

Forno contnuo para Austmpera

VANTAGENS DA AUSTMPERABainita formada diretamente da austenita a temperatura mais alta que a martensita;Tenses internas resultantes muito menores;No h praticamente toro ou empenamento;O aparecimento de fissuras de tmpera quase que completamente eliminada.

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VANTAGENS DA AUSTMPERA

CUIDADOS44- A figura abaixo apresenta esquematicamente o diagrama de transformao isotrmica para um ao-carbono comum com 0,76% C, onde o trajeto tempo-temperatura para um tratamento trmico est indicado

A microestrutura final de uma pequena amostra submetida a esse tratamento ser composta por(A) 100% de bainita.(B) 100% de perlita fina.(C) 100% de perlita grosseira.(D) 100% de martensita.(E) 50% de perlita fina e 50% de bainita Prova realizada no dia 27/02/2011

Considere o diagrama de transformao isotrmica acima para um ao com 0,45% de carbono. Para uma pequena amostra que foi austenitizada a 850C, resfriada rapidamente (em menos de 0,4 s) at 400C, que ficou nessa temperatura por 1.000 s e, ento, sofreu tmpera em gua at temperatura ambiente, a microestrutura final (microconstituintes presentes) , predominantemente,( ) A- matenstica ( ) B- ferrtica ( ) C- perltica ( ) D- baintica ( ) E- austentica

XXXXTRATAMENTO TRMICO DE PATENTEAMENTOdiagrama TTT para o ao SAE 1080. Mostra a diferena entre austmpera convencional e a austmpera modificada ou patenteamento.O resultado uma combinao de resistncia mecnica elevada e alta ductilidade, o que confere aos fios excelentes condies para estiramento subseqente.

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PATENTEAMENTO

Diagramas TTTTRANSPECTRO - 2006O tratamento trmico de esferoidizao tem o objetivo de:

(A) aumentar a dureza.(B) aumentar a tenacidade.(C) melhorar a resilincia.(D) melhorar a temperabilidade.(E) melhorar a usinabilidade.X(E) melhorar a usinabilidade.39Aos rpidosDefinioSo aos de corte rpido ou, simplesmente, aos rpidos. Composio18% de tungstnio (W);4% de cromo (Cr);1% de vandio (V);

Em outros tipos de ao, intervm tambm: Mo (molibdnio) e Co (cobalto).

40Tratamento trmico de um ao rpido

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Curva TTT de um ao ABNT D2, de resfriamento ao ar para peas de at 60mm de dimetro. Composio: 1,50 C; 1,00 Mo; 12,00 Cr; 1,00 V.

Ao RpidoAo Rpido com CobaltoO ao rpido ao cobalto, denominado de ao super-rpido, apareceram pela primeira vez em 1921.Caracterstica - maior dureza a quente; - maior resistncia ao desgaste; - menor tenacidade.

Ao rpido para trabalho a frio VC 130

VC 130 Ao para ferramentaAo para trabalho a frioFabricado pela VillaresAos Villares SACores de IdentificaoAmarelo azul amarelo.Composio qumicaC = 2,0%, Cr = 11,5%, V = 0,2%.SimilaresASTM A Tipo D3;AISI D3;ABNT D3;44Ao rpido para trabalho a frio VC 130

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AO VC-130TEMPERADO E REVENIDODURANTE 4 HSDUREZA: 5860RcAplicao: 46Bits e bedamesOs bits e bedames VILLARES so fabricados de ao rpido com 10% de cobalto, alto teor de carbono e ligas perfeitamente balanceadas para garantir excepcional rendimento e excelente resistncia ao desgaste e abraso.O ao VK-105, com o qual so fabricados, produzido em fornos eltricos na Usina de Aos Villares S.A. e tem a seguinte anlise mdia:

CCrMoWVCo1,24,34,58,02,810,047MATERIAL PARA MATRIZES

MATERIAL PARA MATRIZES

MATERIAL PARA MATRIZES

METALINICO DA RECRISTALIZAO (C)Pb e Sn0Zn10Al, Cu a Au200Fe400Ni600Mo900W1.200Conformao Plstica a frio

Temperatura deRecristalizaoConformao Plstica a quenteTemperatura do processo de conformao (C)MATERIAL PARA MATRIZES

MATERIAL PARA MATRIZES

Temp. de forjamento Ao Carbono: 800C 1.100C Ao Rpido: 900C 1.100CMATERIAL PARA MATRIZES

TENAX300 - Alto Desempenho com Refino via ESR.

Um dos nossos mais recentes desenvolvimentos, o ao TENAX300, proporciona novos padres de qualidade para a indstria de fundio sob presso. Excedendo as especificaes da NADCA, este novo ao atinge mais de 350 Joules de energia de impacto.

Produzido via ESR (refuso por escria eletrocondutora), o ao TENAX300IM apresenta expressiva melhoria de propriedades, em relao homogeneidade da microestrutura, resistncia a trincas trmicas e tenacidade. Em aplicaes industriais, possui vida til significativamente superior e, assim, reduz os custos de ferramental e tempos de set-up.

O Metal Duro chamada Widia (wie diamant - como diamante), deve ser mencionada a ttulo de informao. No so aos, mas sim p de carbonetos de tungstnio, durssimo, aglomerados por meio de cobalto (metalurgia do p).

Ateno no confundir Ao Rpido com Widia

MATERIAL + TRATAMENTO TRMICOO TRATAMENTO TRMICO EST ASSOCIADO DIRETAMENTE COM O TIPO DE MATERIAL.PORTANTO, DEVE SER ESCOLHIDO DESDE O INCIO DO PROJETO58Propriedades dos MateriaisComposio e Processode FabricaoMicroestruturaENGENHAR I ACincia e Engenharia dos Materiais - CEMANEXOS59Tratamentos trmicos - aplicaesDois parafusos feitos de ao 1038 fraturados por sobrecarga de trao.

A foto mostra a influncia do tratamento trmico na caracterstica da fratura.O parafuso de cima foi temperado para uma dureza de 57 HRC e estava frgil. E o parafuso de baixo foi recozido para uma dureza de 15 HRC e estava dctil.A foto da direita mostra em detalhe a fratura dctil do parafuso de baixo, com a caracterstica da estrico na regio da fratura. Estrico caracterstica de fratura dctil.

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Tratamentos trmicos - aplicaesFratura por fadiga em um eixo de ao 1041 temperado por induo para 50HRC, testado em esforo cclico de toro.

Nota-se dois pontos de inicio de trinca: pontos A e B, na interface entre a camada temperada e dura e o ncleo mais dctil, devido tenso formada pelas diferenas de dureza.A trinca que comeou em A se propagou, por fadiga, para a zona C e, por fratura rpida, para as zonas E e D, encontrando a fratura originada em B. A ruptura final foi na zona dctil, em F.

61EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGAAumentam a dureza e a resistncia. Conferem propriedades especiais como:Resistncia corrosoEstabilidade baixas e altas temperaturasControlam o tamanho de groMelhoram a conformabilidadeMelhoram as propriedades eltricas e magnticasDiminuem o peso (relativo resistncia especfica)Deslocam as curvas TTT para a direita, com exceo do cobalto.

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CURVAS TTT (TRANSFORMAO TEMPERATURA TEMPO)

A posio da curva TTT influenciada pelos seguintes fatores:

TEOR DE CARBONO - quanto maior o teor de C mais para a direita ficar deslocada a curva TTT.

TEOR DE ELEMENTOS DE LIGA - quanto maior os teores de elementos de liga,com exceo do Co, mais para a direita ficar deslocada a curva TTT.

TAMANHO DE GRO E HOMOGENEIZAO DA AUSTENITA - quanto maior o tamanho de gro da austenita e quanto mais homogneo for o gro mais deslocada para a direita ficar a curva TTT DEVER DE CASA:1. O que ocorre e quais os efeitos dos tratamentos trmicos?2. O que o tratamento trmico de recozimento e quais objetivos da realizao desse tratamentotrmico?3. O que o tratamento trmico de tmpera e o que visa esse tratamento?4. Qual a importncia do ensaio Jominy e como feito esse ensaio?5. Qual a finalidade do ensaio de dureza Rockwell na anlise da temperabilidade de um ao?6. Qual a finalidade do revenimento?PETROBRAS - 2006Em relao austmpera, est correta uma das afirmaes abaixo. Indique-a.(A) Para assegurar uma completa transformao da austenita em bainita, o material deve ser resfriado lentamente a partir da temperatura de austenizao at a temperatura do banho de austmpera.(B) O material deve ser mantido no banho de austmpera, geralmente acima de 550C, o tempo necessrio para promover a completa transformao da austenita em bainita.(C) A grande vantagem da austmpera sobre a tmpera e revenido comuns reside no fato de as tenses internas resultantes serem muito menores devido estrutura baintica formar-se diretamente da austenita temperatura mais alta que a martensita.(D) As estruturas bainticas obtidas na austmpera caracterizam-se pela baixa ductilidade e pequena resistncia ao choque, com durezas elevadas.(E) A tenacidade das estruturas bainticas obtidas na austmpera so inferiores s da martensita revenida normal com, aproximadamente, a mesma dureza.65PETROBRAS - 2006Em relao austmpera, est correta uma das afirmaes abaixo. Indique-a.(A) Para assegurar uma completa transformao da austenita em bainita, o material deve ser resfriado lentamente a partir da temperatura de austenizao at a temperatura do banho de austmpera.(B) O material deve ser mantido no banho de austmpera, geralmente acima de 550C, o tempo necessrio para promover a completa transformao da austenita em bainita.x(C) A grande vantagem da austmpera sobre a tmpera e revenido comuns reside no fato de as tenses internas resultantes serem muito menores devido estrutura baintica formar-se diretamente da austenita temperatura mais alta que a martensita.(D) As estruturas bainticas obtidas na austmpera caracterizam-se pela baixa ductilidade e pequena resistncia ao choque, com durezas elevadas.(E) A tenacidade das estruturas bainticas obtidas na austmpera so inferiores s da martensita revenida normal com, aproximadamente, a mesma dureza.66DURANTE A TMPERAMalha cristalina :

Tenses :

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Recife, 28 de maro de 2013

Prezados (as) colega

Segue manchete de Primeira Pgina do Dirio de Pernambuco de hojeFIM