Tratamento termico fatec

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- Prof. Dr. Omar Maluf
E-mail: omarramo@sc.usp.br

Sertãozinho, Janeiro de 2011

 Introdução  Fundamentos de Engenharia de Materiais  Transformações de Fases  Tratamentos Térmicos  Tratamentos Térmicos de Resfriamento Contínuo  Tratamentos Isotérmicos  Revisão Geral



Há muitos séculos atrás o homem descobriu que com aquecimento e resfriamento podia modificar as propriedadesmecânicas de um metal, isto é, torná-los mais ou menos: duros, resistentes, tenazes, dúcteis, etc.

 Em seguida, descobriu, também, a influência da taxa de resfriamento e da quantidade de carbono sobre estas modificações.  O processo de aquecer e resfriar uma liga metálica, visando modificar as sua propriedades, denomina-se TRATAMENTO TÉRMICO.

 Remoção de tensões internas;  Aumento oudiminuição de dureza;  Aumento da resistência mecânica;  Melhora da ductilidade;  Melhora da usinabilidade;  Melhora de resistência ao desgaste;  Melhora de resistência ao calor;

 Diagrama ferro-carbono  Reações eutética e eutetóide  Microestruturas características

Definições
 Entre as ligas metálicas, as ligas ferro-carbono são as mais importantes, porque são as mais utilizadas,quer nas condições naturais, quer quando submetidas a tratamentos térmicos.  Os aços são ainda as ligas metálicas que mais se prestam às operações de tratamento térmico, porque suas microestruturas podem sofrer profundas modificações, resultando, em conseqüência, materiais com propriedades altamente significativas para aplicações na indústria e na engenharia em geral.  Nas ligas Fe-C o carbono seapresenta, em teores que variam de 0,008% até 6,67%, porcentagem exata que corresponde ao composto Fe3C.  Em função do teor de carbono, na prática as ligas mais comuns situam-se nas faixas:

Diagrama de equilíbrio ferro-carbono (Fe-C)
 Ligas de aços - 0 a 2,11% de C.  Ligas de Ferros Fundidos – acima de 2,11% a 6,7% de C.  Ferro alfa (α) – dissolve até 0,02% C.  Ferro gama (γ) – dissolveaté 2,11% C.

Diagrama de equilíbrio ferro-carbono (Fe-C)

Alotropia do ferro

Conceitos:
→ Ferrita – α, ferro praticamente puro, estrutura cúbica de corpo
centrado, estável na temperatura ambiente. Baixa dureza e resistência a tração, elevada dutilidade e resistência ao impacto. cúbica de fase centrada, instável a temperatura ambiente. Boa resistência e apreciável tenacidade, nãomagnético.

→ Austenita – γ, solução sólida de carbono em ferro na estrutura

→ Ferrita - δ, solução sólida de carbono em ferro na estrutura
cúbica de corpo centrada, instável a temperatura ambiente.

→ Cementita – Fe C ou carboneto de ferro, solução sólida de
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carbono em ferro em estrutura ortorrômbica, estável a temperatura ambiente. Muito duro, porém frágil.

Diagrama de equilíbrioferro-carbono (Fe-C)

 Ponto A: eutetóide - aço.  Ponto B: eutético – ferro fundido.

B

A

Aço hipoeutetóide (0,008 – 0,8%C)

Microestrutura do aço

Característica microestrutural dos aços hipoeutetóides. Regiões de ferrita (áreas claras) e perlita (áreas escuras). Aumento de 200x.

Aço eutetóide (C = 0,8%)

Microestruturas do aço

Característica microestrutural do açoeutetóide. Aumento de 200x.

Aço hipereutetóide (0,8 – 2,11%C)

Microestruturas do aço

Característica microestrutural dos aços hipereutetóides. Regiões de cementita (áreas claras) e perlita (áreas escuras). Aumento de 200x.

Resumo da evolução microestrutural dos aços carbono – comum.

Diagrama de equilíbrio ferro-carbono (Fe-C)

 Ferro fundido hipoeutético – 2,11 a 4,3% de C. Ferro fundido hipereutético – > 4,3% de C.

Microestruturas do ferro fundido (Fofo)
Fofo branco eutético

Fofo branco hipoeutético

Fofo branco hipereutético

Efeito de elementos de liga sobre o teor de carbono e a temperatura do eutetóide

Temperatura do ponto de transformação eutetóide

Teor de carbono do ponto eutetóide

Efeito de elementos de liga no campo austenítico

O...
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