Metalurgia da Soldagem

Prévia do material em texto

METALURGIA DA SOLDAGEM 
Processos de Soldagem 
Os processos de soldagem podem ser divididos, basicamente em dois grupos: 
• Processos de Soldagem por Pressão ( ou por deformação); 
 
• Processos de Soldagem por Fusão. 
 Processos de Soldagem por Pressão (ou por deformação): 
• Soldagem por Forjamento; 
• Soldagem por Ultrassom; 
• Soldagem por Fricção; 
• Soldagem por Difusão; 
• Soldagem por explosão, entre outros. 
Processos de Soldagem por Pressão 
Processos de Soldagem 
 Processos de Soldagem por Fusão: 
• Soldagem por Eletroescória; 
• Soldagem por Eletrogás; 
• Soldagem a Arco Submerso; 
• Soldagem com Eletrodo Revestido; 
• Soldagem com Arame Tubular; 
• Soldagem MIG/MAG; 
• Soldagem a Plasma; 
• Soldagem TIG; 
• Soldagem por feixe de Elétrons; 
• Soldagem a Laser; 
• Soldagem a Gás. 
 
Processos de Soldagem 
Processos de Soldagem por Fusão 
Processos de Soldagem 
Processos de Soldagem por Fusão 
Processos de Soldagem 
Processos de Soldagem por Fusão 
Processos de Soldagem 
Problema da soldagem por fusão??? 
Alteração microestrutural. Modificações Metalúrgicas. 
Processos de Soldagem 
Processos de Soldagem 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Liga Metálica 
INTERSTICIAL SUBSTITUCIONAL 
Átomos dos elementos químicos 
minoritários (do elemento de liga) 
ocupam posições regulares da 
rede cristalina do elemento 
majoritário. 
 
Ex: Latão (Cu-Zn) 
 Bronze(Cu-Sn) 
Os elementos em solução ocupam os 
interstícios da rede cristalina do 
elemento majoritário. 
 
Ex: Aço (Fe e Carbono) 
 
São materiais com propriedades metálicas que contêm dois ou mais elementos 
químicos sendo que pelo menos um deles é metal. 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Ligas Metálicas 
Difusão 
A difusão atômica pode ser definida como um mecanismo pelo qual a matéria é 
transportada através da matéria. 
A difusão atômica em metais e ligas é 
particularmente importante, pois a 
maioria das reações no estado sólido, 
que são fundamentais em metalurgia, 
envolve movimentos atômicos. 
Difusão é a migração passo a passo dos átomos 
de determinadas posições do reticulado 
cristalino para outras 
Deve existir um espaço livre 
Possuir energia suficiente (Temperatura) 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Diagrama Ferro - Carbono 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Diagrama Ferro - Carbono 
CCC 
CFC 
CCC 
gama 
alfa 
delta 
Solubilidade 
Ferrita = 0,02%C 
Austenita= 2,11%C 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Efeito do Carbono 
• Quase todo o carbono no aço está na forma de Fe3C; 
• A Fe3C é o composto que reforça a ferrita; 
• Quanto mais carbono mais Fe3C; 
• Quanto mais Fe3C, mais perlita; 
• Quanto mais perlita, mais duro e resistente é o aço e menor a 
ductilidade e a tenacidade. 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
As transformações ocorrem lentamente para que as condições de equilíbrio se 
estabeleçam . 
Aço Hipoeutetóide (<0,77%C) Aço Eutetóide(=0,77%C) Aço Hipereutetóide (>0,%C) 
Diagrama de Transformação 
Diagrama Fe-C  As transformações ocorrem lentamente para que as 
condições de equilíbrio se estabeleça 
O que aconteceria se as transformações fossem mais rápidas ?? 
Portanto o tempo passa a ser uma variável importante de controle. 
Os diagramas de transformação tornam possível a seleção dos aços e o 
tratamento térmico que produzira as microestruturas desejadas de ferrita e 
cementita ou evitar as transformações controladas por difusão, criando 
estruturas martensíticas de máxima dureza. 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Martensita 
O Fe (CFC)  passa para Fe (CCC). Agora, para 
acomodar o carbono, ocorre um deformação da 
rede. Então, os cubos CCC que contém carbono, 
passam a ter uma estrutura TCC (Tetragonal de 
Corpo Centrado) 
Principal mecanismo de endurecimento pela formação de martensita é 
a distorção da rede 
Transformação martensítica é a passagem do Fe-CFC para o Fe-CCC, 
sem que ocorra a difusão do Carbono. 
Transformação adifusional. 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Conclusão  Tempo total de transformação da austenita 
Determina o tipo de estrutura formada 
Causará um efeito direto nas propriedades 
Exemplo: 
 
Aço eutetóide  Resfriamento lento  200HV 
  Resfriamento rápido  800HV 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Para se prever a microestrutura formada, em função do tempo de transformação da 
austenita, dispõe-se dos Diagramas TTT e de Resfriamento Continuo (Diagrama 
CCT). 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Diagrama de transformação isotérmico 
Definem a transformação da austenita como uma 
função do tempo a temperaturas constantes. 
Mesmo material, pode-se 
obter diferentes 
microestruturas e 
propriedades mecânicas em 
função do modo de 
resfriamento. 
Resistência variando 200-
2000MPa pode ser obtidas. 
Curva Temperatura – Transformação e Tempo (TTT ) 
Curva de Resfriamento Contínuo – (Continuous Cooling Transformation– CCT) 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Transformação ocorre ao longo de uma queda contínua da temperatura e 
não a uma temperatura constante. 
CCT- Aço Eutetóide CCT- Aço Ligado (SAE 4340) 
Produtos de 
transformação 
Depende da 
Velocidade de 
transformação 
Depende: 
-Meio 
-Tamanho da peça 
-Tipo de aço 
Qual a diferença entre Diagrama Fe-C e os diagramas TTT e CCT? 
Diagrama Fe-C  prevê as microestruturas em condições de equilíbrio. 
 Ocorrem lentamente. 
Diagrama TTT e CCT  prevê as microestruturas em condições fora do equilíbrio. 
 Situação realística. 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
 
 a) Teor de carbono – quanto maior o teor de C, até a porcentagem de 
0,8%, mais para a direita ficará deslocada a curva TTT / CCT. 
 
 b) Teor de elemento de liga – quanto maior os teores de elementos de 
liga, com exceção do Co, mais para a direita ficará deslocada a curva TTT / 
CCT. 
 
 c) Tamanho de grão e homogeneização da austenita – quanto maior o 
tamanho de grão da austenita e quanto mais homogêneo for o grão, mais 
deslocada para a direita ficará a curva TTT / CCT. 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Fatores que Influenciam a posição das Curvas TTT e CCT 
Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Fatores que Influenciam a posição das Curvas TTT e CCT 
Teor de Carbono 
Teor de elementos de liga 
Tamanho de grão 
Deslocar a curva para direita 
Com menores velocidades de resfriamento 
Maior facilidade para formar martensita (Temperabilidade) 
 Elementos de Liga 
Elementos químicos adicionados a uma matriz visando a formação de 
ligas metálicas. 
 Qual a importância dos elementos de liga? 
 
 
É através da adição de elementos de ligas que podemos obter 
melhorias de algumas propriedades como diminuição ou aumento 
do ponto de fusão, aumento da dureza, aumento da resistência 
mecânica, melhoramento da soldabilidade, da corrosão e/ou de outras 
características desejadas de acordo com o uso em condições de 
serviço especificas. 
 Efeito dos Elementos de Liga 
Alterar as propriedades mecânicas; 
Aumentar a usinabilidade; 
Aumentar a temperabilidade; 
Conferir dureza a quente; 
Aumentar a capacidade de corte; 
Conferir resistência à corrosão; 
Conferir resistência ao desgaste; 
Modificar as características elétricas e magnéticas; 
Melhorar a soldabilidade.Revisão Conceitos Básicos de Metalurgia 
Nucleação e Crescimento de Grãos 
FORMAÇÃO DE NÚCLEOS  CADA NÚCLEO GERA UM GRÃO 
Faça parte desta Rede!