Aula-11

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Siderurgia 
 
A Elaboração do Aço 
 
PGMEC – EME716 
Prof Adriano Scheid 
 
Seqüência : 
I. O processo siderúrgico 
 Redução - Altos Fornos 
 Refino - Aciaria 
 
II. Conformação 
 A Laminação a Quente 
 Laminação de Tiras a Quente 
 
III. Produtos – Classificação dos Aços 
 Aços Carbono 
 Aços Liga 
 Aços Inoxidáveis 
 Aços Ferramenta 
Histórico da Metalurgia 
Idade da Pedra 
Idade dos Metais 
Paleolítico Neolítico Idade do Cobre Idade do Bronze Idade do Ferro 
900.000 
A.C. 
8.000 
A.C. 
4.000 
A.C. 
2.000 
A.C. 
1.500 
A.C. 
Histórico do Aço 
Invenção do 
Aço 
Produção de 
Ferro Líquido 
Processo em 
Cadinho 
Conversor 
Bessemer 
Siderurgia 
 Moderna 
1.400 
A.C. 
Século XIV 
1.742 
D.C. 
1.865 
D.C. 
1.870 
D.C. 
Fornos 
Siemens-Martin 
Fornos 
LD e Elétricos 
1.960 
D.C. 
1.878 
D.C. 
Histórico da Metalurgia – Idade do Cobre 
A fusão do Cobre no Altiplano Iraniano marca o nascimento da 
metalurgia. 
 
O metal era conhecido como “aes cyprium” (minério do chipre), uma 
vez que a ilha do chipre era a maior fornecedora de Cobre da 
antiguidade. 
 
 
 
Histórico da Metalurgia – Idade do Bronze 
O bronze é uma mistura de Cobre e Estanho, que apresenta baixo 
ponto de fusão. 
 
A liga é mais dura que o Cobre puro, sendo usada na fabricação de 
lanças, espadas, capacetes, além de ferramentas de adorno. 
 
 
 
Molde talhado em pedra 
Histórico da Metalurgia – Idade do Ferro 
As primeiras formas de ferro usadas pelo homem primitivo foram 
obtidas a partir de meteoritos, o que deu origem ao termo Siderurgia. 
 
Considera-se a possibilidade da descoberta do minério de ferro, 
quando fragmentos deste próximo à fogueiras eram reduzidos a ferro 
metálico. 
 
 
 
Histórico da Metalurgia – Invenção do Aço 
Invenção atribuída aos Hititas, ao sul da Turquia, por volta de 1.400 
A.C. 
 
Processo dispendioso e incerto, usado para a fabricação de espadas. 
 
 
Minério de Ferro Carvão Fole 
Histórico da Metalurgia – Produção de Aço Líquido 
Primeiros Altos-Fornos (Stuckofen), encontrados na região do Reno, 
Alemanha. 
A refusão de barras de ferro em cadinho de argila era um processo que 
originava um aço de melhor qualidade, entretanto, muito caro. 
Histórico da Metalurgia – Processo em Conversor Bessemer 
Processo criado por Bessemer consistia em passar pelo ferro líquido 
um fluxo de ar através de furos na base do conversor, queimando o 
excesso de Carbono, resultando em AÇO. 
 
O processo permitiu a produção de aço em escala industrial. 
Histórico da Metalurgia – Forno Siemens-Martin 
O forno Siemens-Martin é um tipo de forno para produção de aço. Tal 
processo foi inventado visando a utilização de combustíveis como 
óleos e gás, ao invés de aquecimento elétrico como é nos outros 
fornos utilizados em aciarias. Estes fornos eram carregados com ferro 
gusa líquido vindo dos altos-fornos ou da redução direta do minério de 
ferro, sucata de ferro (40-60%) e aditivos (fundentes). 
 
A principal diferença de funcionamento dos fornos Siemens-Martin 
para os conversores e fornos a arco ou indução usados nas aciarias é 
que a oxidação das impurezas não se dá através do oxigênio injetado, 
seja pela injeção de ar ou gás oxigênio puro no interior do líquido, e 
sim pela redução dos óxidos de ferro das sucatas sob altas 
temperaturas que liberam oxigênio capaz de oxidar tais impurezas. 
 
A grande dificuldade deste forno é o tempo utilizado para o processo 
(6-8 horas em média), muito superior a dos Conversores LD ou Fornos 
a Arco (cerca de 15 minutos), e a necessidade de utilização de muita 
sucata. 
Histórico da Metalurgia – Forno Siemens-Martin 
Desde o inicio do século XX até a década de 60 foi o principal tipo de 
forno utilizado nas aciarias, porém, com o surgimento dos conversores 
LD e a redução do preço da energia elétrica em relação ao aquecimento 
a gás ou óleo, o forno Siemens-Matin deixou de ser vantajoso, e foi 
gradativamente substituído por outros tipos de fornos até sua 
eliminação total. 
 
Histórico da Metalurgia – Forno LD / Elétrico 
Processo por Conversor LD uma lança refrigerada com água injeta 
oxigênio puro a uma pressão de 4 a 12 bar no conversor. 
Na Aciaria Elétrica, usa-se um forno a arco para a fusão de sucata ou 
sucata + ferro gusa para a produção de aço. 
 Forno LD (Linz-Donawitz) Forno Elétrico a Arco 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Processo_de_Linz-Donawitz
http://pt.wikipedia.org/wiki/Processo_de_Linz-Donawitz
http://pt.wikipedia.org/wiki/Processo_de_Linz-Donawitz
Fluxo de produção: Ferro-gusa e Aço 
 
Siderurgia Moderna 
Calcário Minério 
de Ferro 
Carvão 
Pátio de 
Minério e Carvão 
Coqueria 
Sinterização 
Gasômetro 
de Gás de 
Coqueria 
Alto Forno 
Gasômetro 
de Gás de 
Alto Forno 
Alcatrão 
Usina de 
Subprodutos 
Consumo 
Próprio 
Carro-torpedo 
Conversor Lingotamento 
Contínuo 
 
Fluxo de Laminação 
Matérias primas 
As mais importantes matérias primas utilizadas em uma usina siderúrgica 
integrada são o minério de ferro, o carvão mineral e os fundentes (calcário 
e dolomita). 
 Nas usinas, as matérias primas ficam 
armazenadas nos pátios, para garantir o 
pronto abastecimento do processo 
siderúrgico. 
Coqueria 
Matéria prima: 
 carvão mineral 
Produto: 
 coque 
 É constituída por um conjunto de fornos dispostos lado a lado, onde o carvão mineral 
é depositado, permanecendo por cerca de 16 horas a 1300º C sem contato com o ar. 
 
 Durante o aquecimento os componentes voláteis do carvão são destilados e 
evaporados. 
 
 O material sólido que resta nos fornos é uma massa de carbono, denominada 
coque. 
 
 O coque é retirado dos fornos e esfriado na estação de apagamento. 
Sinterização 
Matéria prima: 
 minério de ferro, 
fundentes e finos 
de coque 
Produto: 
 sinter 
 O sínter é produto da aglomeração a quente de pequenas partículas de minério de 
Ferro em mistura com fundentes e finos de coque. 
 
 O sínter é uma forma de carga preparada para uso em altos-fornos de grande porte. 
Alto Forno 
Matéria prima: 
 sinter, coque, minério 
bitolado e fundentes 
Produto: 
ferro-gusa 
 O Alto Forno produz o ferro gusa a partir do minério de ferro, do sínter, do coque e do 
carvão pulverizado - PCI. 
 
 A redução do minério de ferro em ferro metálico ocorre a 1500º C, pela reação 
 do monóxido de carbono com a hematita. 
 
 
 
 Após a redução saem do alto forno o gusa e a escória líquidos, que são separados 
por diferença de densidade. 
 O gusa líquido é transferido para a aciaria por carros-torpedo. 
Fe2O3+ 3 CO  2 Fe (~94%) + 3 CO2 (~4%) 
Escória 
granulada 
Gusa 
(1500o C) 
Ar quente 
(1150oC) 
Oxigênio 
Carvão 
pulverizado 
Coque 
Sinter 
Minério 
Gás de Alto 
Forno 
Pó Lama 
Visão esquemática do processo do alto-forno 
Corrida do Alto-Forno 
Gusa 
Escória 
Transferência do Gusa para a Aciaria 
CaO + SFe  CaS + OFe 
 
CaC2 + SFe  CaS + 2CFe 
 
MgFe + SFe  MgS 
Aciaria 
Matérias primas: 
ferro gusa, sucata 
e fundentes 
Produto: 
 aço líquido 
 A transformação do ferro-gusa em aço é realizada em conversores a oxigênio, 
através da oxidação dos elementos do gusa que se deseja remover ou diminuir, 
como o carbono, silício, fósforo e enxofre. 
 
O teor destes elementos no gusa tornam esse metal demasiadamente frágil para 
ser útil como material de engenharia. 
 
 A utilização de sucata de aço nos conversores evita que a temperatura atinja 
valores muito altos durante a oxidação. 
 
 O aço líquido é transportado em panela até o lingotamento contínuo. 
Aciaria LD 
Matérias primas: 
ferro gusa, sucata 
e fundentes 
Produto: 
 aço líquido 
SiFe + O2 (SiO2)Escória 
 
2CFe + O2  2CO 
 
MnFe + 1/2O2  (MnO)Escória2PFe + 5/2O2  (P2O5)Escória 
CARREGAMENTO DE SUCATA 
CARREGAMENTO DE GUSA 
Estação de 
borbulhamento 
Forno-panela 
RH 
(Ruhrstahl Heraeus) 
METALURGIA DE PANELA 
Lingotamento Convencional 
Forno de Reaquecimento de Lingotes 
Histórico do Lingotamento 
Limitações: 
 
1- Produtividade / Escala de Produção 
 
2- Custo 
 
3- Tempo de Laminação 
Lingotamento Contínuo 
Matéria prima: 
 Aço Líquido 
Produtos: 
 Placas, Tarugos, 
Billets, Blooms 
 O lingotamento contínuo transforma o aço líquido em formas sólidas de aço, 
em dimensões apropriadas ao seu manuseio e transformação mecânica por 
laminação ou Forjamento. 
 
 O aço é moldado e solidificado de maneira progressiva da superfície para o 
núcleo do veio. 
 
 A forma é cortada em comprimentos pré-definidos em função da faixa de peso 
dos produtos finais, buscando-se maximizar a produtividade dos processos 
subsequentes. 
VISTA ESQUEMÁTICA DA MÁQUINA DE 
LINGOTAMENTO CONTÍNUO 
Visão Geral e Produtos Semi-Acabados 
Máquina de lingotamento 
Saída dos veios de lingotamento 
Corte das placas 
Lingotamento Contínuo de Tarugos e Billets 
Lingotamento Contínuo de Bloom 
Partida da máquina de ligotamento com barra falsa. 
Laminação a Quente 
Objetivos: 
 Permite grandes deformações  do semi-acabado até a espessura final 
 Dá forma e dimensões requeridas no produto 
 Elimina a estrutura e defeitos de solidificação, permitindo uma ampla utilização do aço 
 Aumenta a resistência mecânica do material 
 Permite o atendimento aos requisitos de Normas de produtos 
PROCESSO DE LAMINAÇÃO A QUENTE CONVENCIONAL 
 
• Realizado acima da temperatura de transformação de fase (  ) - Ar3 ; 
• A fase austenítica () é mais macia (exige menores forças de laminação); 
• O material recristaliza e recupera suas propriedades após cada passe de 
 laminação a quente; 
• A resistência à deformação plástica diminui com o aumento da temperatura. 
 
 T1 
T2 
T3 
T4 
T1 < T2 < T3 < T4 
LAMINAÇÃO A QUENTE CONVENCIONAL 
A recristalização da fase “” após cada passe de deformação promove refino do grão de “” . 
Fluxo de Laminação 
Laminador de Tiras a Quente 
Linha de 
Zincagem Contínua Laminador de 
Tiras a Frio 
Linha de 
Decapagem Contínua 
Bobina a 
Quente Decapada 
Linha de Recozimento 
Contínuo de Chapas 
Recozimento 
em Caixa 
Laminador de Encruamento 
Tesoura 
Recozimento Contínuo 
Limpeza 
Eletrolítica 
Laminador de 
Encruamento 
Linha de 
Preparação de Bobinas 
Recozimento 
em Caixa 
Linha de 
Estanhamento 
Linha de 
Cromagem 
Linha de 
Reinspeção 
Balança 
Linha de Preparação de 
Bobinas a Quente 
Tesoura 
Bobina a 
Quente 
Bob. e Chapa a 
Quente 
Chapa Fina 
a Frio 
Bobina 
a Frio 
Chapa Zincada 
Bobina Zincada 
Bobina e Folha 
de Flandres 
Bobina e Folha 
Cromada 
Bobina e Folha 
não Revestida 
Laminação de tiras a quente - LTQ 
Matéria prima: 
 placas 
Produto: 
 chapas e bobinas 
a quente 
 É composta de 5 estágios: reaquecimento, desbaste, acabamento, resfriamento e 
bobinamento. 
 A placa de aço é reaquecida em forno a uma temperatura superior a 1150ºC e conduzida 
para o processo termomecânico de laminação a quente. 
 O processo de LTQ consiste na deformação a quente do aço através da sua passagem 
entre cilindros em vários passes, até atingir a dimensão final do produto. 
 Ao sair da última “cadeira de laminação”, a chapa é resfriada com água até uma 
temperatura pré-determinada e enrolada na forma de uma bobina de aço. 
 A bobina laminada a quente é estocada para ser enviada aos clientes ou para seguir 
processamento no fluxo de produção da usina siderúrgica. 
O Laminador de Tiras a Quente 
Forno de 
Requecimento 
 de Placas 
Laminador 
de Borda 
VE1 
Laminador 
Universal 
Reversível 
VE2 R2 
Laminador 
Universal 
Contínuo 
VE3 R3 
e 
VE4 R4 
Duo 
Contínuo 
R1 
Tesoura 
de Pontas 
Quebrador 
de Carepa e 
Descamação 
PSB 
Trem 
Acabador 
Contínuo 
em Tanden 
Mesa de 
Resfriamento 
Bobinadora 
Balança 
Bobina 
a Quente 
Bobina 
e Chapa 
a Quente Bobina 
Laminador de 
 Acabamento 
Tesoura 
Desempenadeira 
LTQ-2 
LPBQ 
Capacidade: 5,1 Mt/ano 
AÇOS: extra-baixo-C até alto-C; 
 IF; HSLA; API 
Fornos de Reaquecimento 
de Placas 
 
 Quantidade: 04 - tipo Walking beam; 
 Largura: 11580 mm; 
 Comprimento: 34200 mm; 
 Capacidade: 1000t/h 
RESUMO DAS PRINCIPAIS ETAPAS DO PROCESSO - REAQUECIMENTO 
Objetivos: 
 
 Elevar e homogeneizar a temperatura da 
 placa até 1150 ºC a 1250 ºC; 
 
 Dissolver partículas formadas após o 
 lingotamento e durante o resfriamento da placa. 
Faixa de Temperatura de Trabalho 
Início: ambiente ou a quente 
Fim: > 1150ºC 
Seção de Desbaste 
 
 04 Laminadores esboçadores horizontais; 
 R1 : duo / R2 : quádruo reversível / 
 R3 - R4 : quádruo contínuo conjugado. 
 04 Laminadores esboçadores verticais; 
 Tecnologia AWC (VE2 /VE3-VE4), Comp. Processo. 
 Descamações (R1/R2/R3/R4): 170 Bar - 435m3/h 
RESUMO DAS PRINCIPAIS ETAPAS DO PROCESSO - DESBASTE 
Objetivos: 
 
 Reduzir a espessura da placa de ~ 257 mm até ~ 35 mm, 
 em ~ 6 a 10 passes (usual 8 passes); 
 
 Definir a largura final do produto, reduzindo em 40 a 
 110 mm a largura da placa, e eliminar o alargamento. 
 
 Eliminar a estrutura bruta de solidificação e vazios da 
 placa. 
Faixa de Temperatura de Trabalho 
Início: 1150 a 1250ºC 
Fim: > 1000ºC 
Seção de Acabamento 
 
 07 Laminadores horizontais conjugados; 
 
 Velocidade de até 1308 mpm na última cadeira; 
 
Tecnologias modernas: AGC hidráulico (F5/F6/F7); 
 Roll Bending Force (F2 a F7) ; WRS (F2/F3/F4) ; 
 Comp. Processo 
Objetivos: 
 
 Conferir a dimensão e forma finais ao produto laminado, 
 de maneira uniforme e com mínimas variações; 
 
 Conferir as características mecânicas e microestruturais 
 desejadas no produto final laminado. 
RESUMO DAS PRINCIPAIS ETAPAS DO PROCESSO - ACABAMENTO 
Faixa de Temperatura de Trabalho 
Início: > 980ºC 
Fim: 830 a 950ºC 
Seção de Resfriamento com água 
 
 14 bancos de chuveiros tipo “Laminar Flow”, 
 superiores basculantes e inferiores fixos, com 
 08 chuveiros em cada banco. 
 04 bancos tipo “vernier” (acionamento individual) 
Objetivos: 
 
 Resfriar a tira desde a temperatura de fim de 
 laminação até a temperatura de bobinamento 
 desejada; 
 
 Tratar térmicamente o produto; 
 
 Conferir características mecânicas e microestruturais 
 no produto laminado. 
RESUMO DAS PRINCIPAIS ETAPAS DO PROCESSO - RESFRIAMENTO 
Fx. Temperaturas 
Início: 830 a 950ºC 
Fim: 550 a 750ºC 
Seção de Bobinamento 
 
 03 bobinadeiras tipo “pneumáticas; 
Objetivos: 
 
 Enrolar a tira na forma de bobina; 
 
 Formar um volume compacto que permitirá: 
 
i) Um resfriamento lento do material; 
 
ii) Facilitar o transporte, manuseio e utilização do 
 material; 
 
iii) Minimizar danos no produto laminado. 
RESUMO DAS PRINCIPAIS ETAPAS DO PROCESSO - BOBINAMENTO 
Faixa de Temperatura de Trabalho 
 Bobinamento: 550 a 750ºC 
Características Dimensionais dos Produtos Laminados a Quente 
A combinação de espessura x largura final do produto, 
depende do nível de resistência mecânica do aço. 
BQ - bobina a quente: 1,20  esp.  5,00 mm 
 
BG - bobina grossa: 5,01  esp.  12,75 mm 
Espessuras Finais 
Larguras Finais 
680 a 1575 mm 
Peso Final 
médio - 21 t 
máximo - 34 t 
1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
1350
1400
1450
1500
1550
L
a
rg
u
ra
s
 (
m
m
)
Espessuras (mm)
 TRM 1
 TRM 2
 TRM 3(C-Mn)
 TRM 3(ARBL S2)
 TRM 4
 TRM 5
Diâmetro interno = 762 mm 
 
Diâmetro externo = 2286 mm máx. 
BQ 
DECAPAGEM 
ENTREGA DIRETA 
L.P.B.Q. 
BQD 
DECAPAGEM 
CLIENTE EXTERNO 
CLIENTEEXTERNO 
CLIENTE EXTERNO 
BQD 
LTF 
CLIENTE EXTERNO 
LTF 
BQ c/ LA 
BG ENTREGA DIRETA CLIENTE EXTERNO 
FLUXO DOS PRODUTOS LQ 
PLACAS LTQ 
BQ 
BG 
ARMAZÉM de BQ/BG 
Laminação a Quente de Barras e Perfis 
Matéria prima: 
 Blocos, Tarugos. 
Billets, Blooms 
Produto: 
 Barras, Perfis, 
Trilhos, Vergalhões, 
Fio Máquina 
 É composta de 3 estágios: reaquecimento, desbaste, Laminação de Barras e Perfis 
(Cadeira Formadora). 
 
 A Tarugo de aço é reaquecido em forno a uma temperatura superior a 1150ºC e conduzida 
para o processo termomecânico de laminação a quente. 
 O processo de LBP consiste na deformação a quente do aço através da sua passagem 
entre cilindros ranhurados em vários passes, com a inversão a 900 até atingir a dimensão 
final do produto. 
 Ao sair da “Cadeira Formadora”, a forma é resfriada de forma controlada a fim de conferir 
propriedades mecânicas adequadas. 
Laminação a Quente de Barras e Perfis 
COMPORTAMENTO MECÂNICO DE AÇOS 
 
PRODUTOS LAMINADOS A QUENTE 
Mecanismos de Endurecimento em Metais e Ligas Metálicas 
Mecanismos Disponíveis: 
a- Encruamento 
b- Refinamento de Grão 
c- Soluções Sólidas 
d- Segunda Fase 
e- Transformações de Fase 
Mecanismos de Endurecimento em Metais e Ligas Metálicas 
a- Encruamento – Endurecimento por deformação a frio. A resistência 
à movimentação de discordâncias se eleva como resultado do aumento da 
densidade de discordâncias no material. 
Trabalho a Frio (T < Trec.) x Trabalho a Quente (T> Trec.) 
Trecristalização ~ (0,3 – 0,5) Tfusão (K) 
Metal 
Temperatura de 
Recristalização 
Temperatura de 
Fusão 
Chumbo 
Estanho 
Zinco 
Alumínio (99,999%) 
Cobre (99,999%) 
Latão (60Cu – 40Zn) 
Níquel (99,99%) 
Ferro 
Tungstênio 
Mecanismos de Endurecimento em Metais e Ligas Metálicas 
a- Encruamento - Trabalho a Frio: 
 
T
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o
 d
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c
o
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Percentual de Trabalho a Frio Percentual de Trabalho a Frio 
Aço SAE 1040 
Aço SAE 1040 
Latão 
Latão 
Cobre 
Cobre 
Mecanismos de Endurecimento em Metais e Ligas Metálicas 
a- Encruamento - Trabalho a Frio: 
 
Aço 
SAE 1040 
Latão 
Cobre 
D
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A
 %
) 
Percentual de Trabalho a Frio 
T
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Deformação 
Aço Baixo Carbono 
Mecanismos de Endurecimento em Metais e Ligas Metálicas 
b- Refinamento de Grão: Os contornos de grão são locais de 
bloqueio ao movimento de discordâncias, já que os dois 
grãos tem diferentes orientações e dificilmente a discordância 
encontrará um plano para seguir o escorregamento. 
 
Contorno de Grão 
Grão B Grão A 
Plano de Escorregamento 
b- Refinamento de Grão: 
 
Equação de Hall-Petch: 
 
 
Ductilidade 
Resistência Mecânica 
 
Recristalização 
 
Cresc. Grão 
 
Trabalho a Frio + 
Recuperação 
 
 
Temperatura de Recozimento (ºC) 
 
Novos 
Grãos 
D
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 A
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%
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Temperatura de Recozimento (ºF) 
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 G
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m
) 
Mecanismos de Endurecimento em Metais e Ligas Metálicas 
c- Solução Sólida: A adição de elementos de liga visando a 
formação de soluções sólidas (substitucionais ou 
intersticiais) é outra forma de elevar a resistência de metais. 
O Metal Puro é sempre menos resistente que a liga 
correspondente. 
(a) Átomo substitucional de menor tamanho. 
(b) Possíveis locais do átomo em relação à discordância. 
Mecanismos de Endurecimento em Metais e Ligas Metálicas 
c- Solução Sólida 
(a) Átomo substitucional de maior tamanho. 
(b) Possíveis locais do átomo em relação à 
discordância. 
R
e
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c
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M
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R
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Teor de Níquel (wt%) 
Mecanismos de Endurecimento em Metais e Ligas Metálicas 
c- Solução Sólida 
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Teor de Níquel (wt%) 
 
Teor de Níquel (wt%) 
A
lo
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g
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%
) 
Mecanismos de Endurecimento em Metais e Ligas Metálicas 
d- Segunda Fase: A segunda fase surge quando o limite de 
solubilidade é ultrapassado. Diversos fatores influem nas 
propriedades desenvolvidas por segunda fase nos metais, 
como: 
- Natureza, 
- Estrutura cristalina, 
- Tamanho, forma, distribuição. 
 
Uma segunda fase (partícula dispersa) numa liga metálica atua 
como obstáculo ao livre movimento das discordâncias, 
resultando na alteração da resistência mecânica e da 
Ductilidade. 
Mecanismos de Endurecimento em Metais e Ligas Metálicas 
d- Segunda Fase: 
% em peso de Cobre  
T
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 º
C
 
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s
c
o
a
m
e
n
to
 (
M
P
a
) 
Endurecimento por 
Solução Sólida 
A segunda fase endurecedora das ligas Al-Cu é CuAl2 () 
L
im
it
e
 d
e
 E
s
c
o
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m
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n
to
 (
M
P
a
) 
Endurecimento por 
Solução Sólida 
Mecanismos de Endurecimento em Metais e Ligas Metálicas 
d- Segunda Fase: 
L
im
it
e
 d
e
 E
s
c
o
a
m
e
n
to
 (
M
P
a
) 
Endurecimento por 
Solução Sólida 
COMBINAÇÃO DOS MECANISMOS DE ENDURECIMENTO 
Aço CCT250 
L.E. = 180 a 250 MPa 
Aço LNE50 
L.E. = 500 a 620 MPa 
200 x 200 x 
( Solução Sólida + Refino de Grão + Precipitação ou Segunda Fase) 
C- 0,06 %p máx. 
Mn- 0,35 %p máx 
C- 0,11 %p máx. 
Mn- 1,50 %p máx. 
Si- 0,35 %p máx. 
Ti- 0,05 %p máx. 
Nb- 0,05 %p máx. 
Mecanismos de Endurecimento em Metais e Ligas Metálicas 
e- Transformações de Fase: As Transformações de Fase são a 
última possibilidade de alteração nas propriedades dos metais 
ou ligas metálicas. Podem afetar de forma significativa: 
- As soluções sólidas, 
- A morfologia e distribuição da segunda fase, 
-Em casos especiais, podem levar à mudança na estrutura 
cristalina com drástica mudança nas propriedades (Aços). 
 
Neste último, a formação de diferente estrutura cristalina altera os 
sistemas de deslizamento, resultando em elevação na resistência 
mecânica. 
Diagramas de resfriamento contínuo 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA 
C – 0,40 %-p 
Mn – 1,50 %-p 
Durezas: 
Perlita fina: 
20-30 HRC 
Perlita grossa: 
86-97 HRB 
e- Transformações de Fase: 
e- Transformações de Fase: 
D
u
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a
 B
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ll
 -
 H
B
 
D
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ll
 
D
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li
d
a
d
e
 Z
 (
%
) 
Percentual C (wt%) 
 
Percentual C (wt%) 
 
Percentual de Fe3C 
Percentual de Fe3C 
Esferoidita 
Esferoidita 
Perlite Fina 
Perlite Fina 
Perlita Grossa 
Perlita Grossa 
Dureza: 
Bainita 
 
40 a 50 HRC 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA 
C – 0,40 %-p 
Mn – 1,50 %-p 
Diagramas de resfriamento contínuo 
e- Transformações de Fase: 
e- Transformações de Fase: 
D
u
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 B
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 -
 H
B
 
R
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 (
M
P
a
) 
Temperatura de Transformação (ºC) 
Bainita Perlita 
Dureza: Martensita (50 – 55 HRC) 
COMPOSIÇÃO QUÍMICA 
C – 0,40 %-p 
Mn – 1,50 %-p 
Diagramas de resfriamento contínuo 
e- Transformações de Fase: 
e- Transformações de Fase: 
Percentual de Fe3C 
Percentual C (wt%) 
Martensita 
Martensita 
Revenida a 370ºC 
Perlita Fina 
D
u
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a
 B
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 -
 H
B
 
D
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 -
 H
R
C
 
A METALURGIA DO AÇO LAMINADO A QUENTE 
PROCESSO 
TERMOMECÂNICO 
 
(Temp. + Deform.) 
 
COMPOSIÇÃO 
QUÍMICA 
PRODUTO L.Q. 
A quantidade de carbono presente, confere ao aço diferentes níveis 
de resistência e dureza. 
Composição Química: O efeito do teor de carbono 
Elementos 
de Liga LE LR Dureza Along. 
Resist. 
Corrosão 
 Mn 
P 
 S 
Si 
 Al 
Cr 
 Cu 
 Ni 
~ - 
- 
- - - 
- 
- - - - - 
~ 
~ 
 C 
~ 
Aumenta 
Diminui 
Constante 
 Não característico - 
~ 
Efeito de alguns elementos em solução, nas propriedades mecânicas 
dos Aços Carbono 
Composição Química:O efeito dos elementos de liga 
As propriedades mecânicas dos aços 
 Limite de escoamento 
 Limite de resistência 
 Alongamento 
 Dureza 
 Tenacidade ao impacto A composição química 
influencia 
Outras características dos aços como: 
processabilidade / desempenho 
 Soldabilidade 
 Conformabilidade 
 Temperabilidade 
 Resistência à corrosão 
 Resistência ao desgaste 
 Outras 
 O ferro é capaz de dissolver, na temperatura ambiente, um teor de carbono máximo de 
~0,008% (fase ferrita). 
 
 A quantidade que ultrapassa este valor forma uma outra fase junto com o ferro, a 
cementita. 
 
  A fase ferrita é macia e dúctil. 
 
  A fase cementita é dura e frágil. 
 
A quantidade destas e de outras fases presentes, bem como 
a maneira como se distribuem, 
formam a chamada “microestrutura”, 
Composição Química + Processamento Termomecânico: 
Fases / Microestrutura 
também influenciando no nível de resistência mecânica 
e propriedades do aço. 
Microestruturas de aços-carbono 
0,08%C 200x 
200x 
200x 
200x 
0,04%C 
0,12%C 0,40%C 
Microestrutura + 
Composição 
química 
Propriedades mecânicas e características metalúrgicas 
adequadas às diferentes Normas e aplicações. 
O desempenho do aço numa determinada aplicação 
dependerá da: 
Variáveis que resultam em: 
Mesma composição química + processamento termomecânico diferente 
Propriedades mecânicas diferentes 
200x 200x 0,12%C; 1%Mn; 0,1%Si 0,12%C; 1%Mn; 0,1%Si 
Exemplo: Efeito do Processamento Termomecânico