Temperabilidade e tratamentos termicos

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  • Publicado : 23 de abril de 2013
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Temperabilidade e Tratamentos Térmicos

Influência do tamanho de grão e dos elementos de liga nos diagramas isotérmicos (temperabilidade):
Grão:
Maior o grão  mais para a direita está o cotovelo (maior tempo para o início da transformação).
Isto ocorre porque quanto maior é o grão, menor a área de contorno de grão e, portanto, menor a área de sítios preferenciais de nucleação de novasfases, atrasando as transformações.
Elementos de liga:
Todos os elementos, menos o cobalto, dificultam a difusão dos átomos, deslocando para a direita o cotovelo das curvas de transformação. Assim, as reações são retardadas e as temperaturas de transformação decrescem, inclusive MS. O carbono é o principal elemento, podendo colocar MS abaixo da temperatura ambiente (lembrar a respeito da formação deaustenita retida).
Temperabilidade:
Susceptibilidade de endurecimento por um rápido resfriamento.
Capacidade de um aço transformar-se total ou parcialmente de austenita para martensita. Relacionar então o tamanho de grão e elementos de liga com a temperabilidade.
Quando se avalia a temperabilidade de um aço, investiga-se a possibilidade do aço eliminar as reações que são dependentes dedifusão como a reação perlítica (eutetóide) e bainítica.
Dureza  formação de martensita  é dependente do diâmetro que afeta a velocidade de resfriamento.
Elementos de liga  efeito  deseja-se ter dureza para componentes de grandes seções. Assim, estes elementos aumentam o tempo para a decomposição da austenita.
Na temperabilidade, deve-se também observar-se a variação de dureza ao longo da peça,bem como ao longo de seções idênticas fabricadas com aços de diferentes composições.
Fatores que afetam a distribuição de dureza:
Experimento  Várias barras de diâmetros diferentes são austenitizados e resfriados rapidamente, fazendo-se medições de dureza ao longo do diâmetro das barras (ver Figuras 1 e 2).
Aços 1045 e 6140 (0,6-0,95%Cr, 0,1-0,15%V, 0,4%C).

Figura1 - Perfis de dureza em barras de aço SAE 1045 e 6140 temperadas em água.

Figura 2 - Perfis de dureza em barras de aço SAE 1045 e 6140 temperadas em óleo.
Lembrar que a adição dos elementos de liga retardam a difusão e, portanto, as reações que dependem desta. Assim, a temperabilidade do material é maior (menor variação de dureza), ou seja, mais tempo para o material setransformar em martensita. Lembrar também do efeito do meio de resfriamento, o qual afeta a velocidade de resfriamento.
Conclusão: Quedas menos acentuadas de dureza, ao longo da seção da barra, para o aço 6140, devido ao efeito dos elementos de lega. Este efeito é importante quando deseja-se manter uma dureza alta-média para barras de grande diâmetro.

Tratamentos Térmicos: (ver MetalsHandbook, vol.4, Heat treating).
Fatores de influência:
Deve-se observar uma série de fatores. Um erro de avaliação produz uma microestrutura diferente com propriedades não desejadas.
1. Temperatura:
Específica para o tratamento térmico que se deseja. Não deve ser excessivamente alta para não promover o crescimento de grão (queda da tenacidade).
2. Tempo:
As reações levam um tempo para ocorrerem.Deve haver a completa homogeneização da estrutura (austenitização). Não deve ser excessivamente longo para não ocorrer o crescimento de grão.
3. Velocidade de resfriamento:
Erro na escolha pode produzir microestruturas diferentes que levam a diferentes propriedades mecânicas. É o mais importante!
Dois pontos  Microestruturas diferentes (martensita)
Trincas eempenamento
4. Proteção das peças:
Acima de 600oC: C(aço) + O2  CO2 Descarbonetação
Camadas descarbonetadas  menor teor de C
Depende: T e t
Menor conteúdo de C  Menor dureza obtida por têmpera.
Proteção  atmosfera neutra (argônio).
Tipos mais comuns de tratamentos térmicos:
1. Esferoidização (coalescimento):
Realizado, principalmente,...
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