Materiais metalicos - tratamentos termicos

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

CLASSIFICAÇÃO

EXAME – M ATERIAIS METÁLICOS (MTMET) – 09/10 – 2º Semestre
2 de Julho de 2010 – Duração da Prova: 2H
de
NOME:



TURMA:

Responda no próprio enunciado (VERSÃO A)
Ligas FeC
1- A figura 1 do anexo apresenta o diagrama TRC de um aço para ferramentas de trabalho a quente
Crómio-Molibdénio-Vanádio. Neste diagrama estão traçadas 9curvas de arrefecimento.
Vanádio.
a) Qual a dureza aproximada obtida através da velocidade crítica de arrefecimento? (1 valor)
Qual
592 HV
b) Calcule a velocidade de arrefecimento entre 800 e 500 ºC para a curva de arrefecimento que
Calcule
confere ao aço uma dureza de 627 HV. (1 valor)
V= ∆T = 800 – 500 = 20 ºC/seg.
15
∆t
2- A figura 2 do anexo apresenta as dimensões de uma marreta comcabeça forjada em aço ao
carbono com um teor em carbono de 0,60% (Codificação DIN: C 60). Este aço tem composição
próxima
próxima dos aços da série W (classificação AISI).
a) Pretende-se que elabore o esquema do tratamento térmico para a cabeça da marreta sabendo que
se
esta já se encontra com a geometria e dimensões finais e que o revenido deve ser efectuado a uma
temperatura que provoque amenor queda de dureza possível. (3,5 valores)

810 – 840 °C
20
20 min

1000
800

600 – 650 °C
1–2H

600
400

Água
Forno
180 °C
2H

200

Ar
Recozido de distensão

Têmpera

Lav.

Revenido

b) Justifique as suas escolhas para o meio de arrefecimento da têmpera e para a temperatura de
revenido. (1 valor)
Meio de arrefecimento da têmpera=> água; pq. os aços da série Wsão aços de têmpera em água.
Os
Os aços ao carbono têm as curvas de transformação (curvas TTT) muito chegadas à esquerda e,
por este motivo, para na têmpera conferir ao aço uma estrutura martensítica é necessário
efectuar um arrefecimento rápido.
Temperatura de revenido => este tipo de aço sofre uma acentuada queda de dureza com o
aumento da temperatura do revenido (baixa resistência aorevenido). Assim, uma vez que neste
caso se pretende que o revenido provoque a menor queda de dureza possível, escolheu-se a
temperatura correspondente ao limite inferior do intervalo de temperaturas indicado para o
limite
revenido (180 – 300 ºC).

c) Faça uma representação aproximada do diagrama TTT do aço C 60. (1 valor)
Faça
OU

Austenite

A+Perlite

A+Bainite

d) Indique asestruturas do aço para a camada superficial e para o núcleo após a têmpera da marreta.
(1,5 valor)
Camada superficial: martensite
Núcleo:
Núcleo: estruturas macias (ferrite e perlite)
e) Para a marreta, fabricada no aço C 60, recomendaria a realização de uma cementação? Justifique.
(1 valor)
Não,
Não, porque o aço C 60 tem um teor de carbono muito elevado para um aço de cementação (os
aços decementação apresentam um teor de carbono geralmente inferior a 0,20% podendo
atingir 0,25%).
f)

Trace as curvas de revenido do aço C 60 e de um aço para trabalho a quente com um teor em
carbono de 0,39 %. Trace as duas curvas no mesmo diagrama e identifique as respectivas curvas.
(1,5 valores)
Dureza
HRC
Aço
Aço C 60

Aço
Aço para trabalho a quente

500 – 550°C

Temperatura

3-Indique a composição química aproximada
dos seguintes aços (a tabela ao lado
apresenta alguns factores de multiplicação e
símbolos utilizados na norma AFNOR):
a) Z 15 CN 16-02 (0,75 valores)
Carbono – 0,15%
Crómio – 16%
Níquel – 2%

Elemento
de liga

Símbolo
químico

Alumínio
Crómio
Cobalto
Manganês
Molibdénio
Níquel
Nióbio
Silício
Titânio

Al
Cr
Co
Mn
Mo
Ni
Nb
SiTi

Designação
Simbólica
(AFNOR)
A
C
K
M
D
N
Nb
S
T

Factor de
multiplicação
10
4
4
4
10
4
10
4
10

b) 40 CrMnNiMo 8-6-4 (0,75 valores)
Carbono – 0,40%
Crómio – 2%
Mn – 1,5%
Níquel – 1%

4- Diga o que entende por austêmpera directa de um ferro fundido. (1 valor)
Austêmpera directa é o tratamento realizado para obtenção de um ferro fundido austemperado que...
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