Aula 07 (1)

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PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
Objetivo da aula
Ao final desta aula, você deverá:
Identificar as ligas comerciais de Aço e Ferro Fundido utilizados na indústria em geral.
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INTRODUÇÃO
 É importante saber selecionar as ligas metálicas de Aço e Ferro Fundido.
 Saber especificar, segundo normas ABNT e internacionais, os materiais e seus tratamentos térmicos, levando em consideração como o produto é oferecido para aquisição no mercado.
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 Fatores que influenciam na estrutura cristalina do metal.
 Tempo de permanência em determinada temperatura.
 Temperatura de aquecimento.
 Velocidade de resfriamento.
 Esses fatores determinam a microestrutura do material, definindo as propriedades dos metais.	
INTRODUÇÃO
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 Uma das formas de alterar a microestrutura do material é realizando um tratamento térmico (TT). 
 O TT tem como objetivo principal aumentar, diminuir, melhorar e alterar, de um modo geral, as propriedades mecânicas dos materiais.
 Como já vimos anteriormente os TT consistem, basicamente, em aquecer o material a certa temperatura, mantê-lo por um dado tempo e esfriá-lo sobre determinadas condições.
INTRODUÇÃO
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TRATAMENTOS TÉRMICOS
Zona crítica:
Onde começa a aparecer a Austenita
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 Quanto mais alta a temperatura ou mais longo o tempo de aquecimento, maior o tamanho do grão. 
 O aumento da temperatura fornece a energia necessária para o grão crescer durante o recozimento. 
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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 Curvas de resfriamento
TRATAMENTOS TÉRMICOS
 A importância do resfriamento rápido, moderado ou lento no tipo do produto final, se deve a microestrutura resultante:
 Lento: Perlita + ferrita ou cementita
 Moderado: Bainita
 Rápido: Martensita revenida
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 A propriedade mecânica mais facilmente afetada pelos tratamentos térmicos é a dureza, que aumenta ou diminui em função da velocidade de resfriamento.
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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 A propriedade mecânica mais facilmente afetada pelos tratamentos térmicos é a dureza, que aumenta ou diminui em função da velocidade de resfriamento.
TRATAMENTOS TÉRMICOS
(FORNO) = Perlita grossa
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 A propriedade mecânica mais facilmente afetada pelos tratamentos térmicos é a dureza, que aumenta ou diminui em função da velocidade de resfriamento.
TRATAMENTOS TÉRMICOS
(AR) = Perlita + fina (+ dura que a anterior)
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 A propriedade mecânica mais facilmente afetada pelos tratamentos térmicos é a dureza, que aumenta ou diminui em função da velocidade de resfriamento.
TRATAMENTOS TÉRMICOS
(AR SOPRADO) = Perlita + fina que a anterior)
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 A propriedade mecânica mais facilmente afetada pelos tratamentos térmicos é a dureza, que aumenta ou diminui em função da velocidade de resfriamento.
TRATAMENTOS TÉRMICOS
(ÓLEO) = Perlita + martensita
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 A propriedade mecânica mais facilmente afetada pelos tratamentos térmicos é a dureza, que aumenta ou diminui em função da velocidade de resfriamento.
TRATAMENTOS TÉRMICOS
(ÁGUA) = martensita
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Recozimento para alívio de tensões (qualquer liga metálica)
Recozimento para recristalização (qualquer liga metálica)
Recozimento para homogeneização (para peças fundidas)
Recozimento total ou pleno (aços)
Recozimento isotérmico ou cíclico (aços)
TIPOS DE RECOZIMENTO
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RECOZIMENTO
 Seus principais objetivos são:
 Remover tensões devidas a um tratamento mecânico a quente ou a frio.
 Diminuir a dureza.
 Diminuir a resistência mecânica.
 Aumentar a ductilidade.
 Ajustar o tamanho do grão, etc.
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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RECOZIMENTO
 pode ser: Total ou Isotérmico, Subcrítico (para alívio de Tensões) 
 No recozimento total o material é colocado em temperaturas acima da zona crítica. Deve-se evitar velocidades muito altas de resfriamento devido ao risco de distorções (ao forno).
 muito usado para eliminar o encruamento gerado pelos processos de deformação à frio
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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NORMALIZAÇÃO
 O material é colocado acima da zona crítica seguido de resfriamento mais lento (ao ar) com o objetivo de obter uma granulação mais fina (dificultar a propagação das trincas)
 tem o objetivo de aumentar os limites de escoamento e resistência do material, bem como, diminuir o seu alongamento e a estricção
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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 Têmpera e Revenido: Resfriamento lento (dentro do Forno)
 Normalização: Resfriamento ao ar
Têmpera e Revenido : Resfriamento com água
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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TÊMPERA
 Seus principais objetivos são:
 aumentar a dureza.
 aumentar a resistência à tração, à compressão e ao desgaste, .
 aumentar o limite de escoamento
 diminuir o alongamento, estricção, ductilidade, o limite de elasticidade e etc.
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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TÊMPERA
Grossmann definiu o conceito de severidade de têmpera ou poder arrefecedor de um dado meio ou ainda número de Grossmann (H) através da “constante” definida pela relação
H = h/2k, h é função da área e dif de temp
sendo h o coeficiente de transferência de calor entre a peça e o meio de arrefecimento e k a condutibilidade térmica do aço; ambos são função da temperatura, embora assumidos por Grossmann como constantes.
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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TÊMPERA
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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REVENIDO
 Consiste em reaquecer a peça temperada até uma temperatura conveniente abaixo da zona crítica e esfriá-la lentamente, preferencialmente ao ar. O revenido é usado como intuito de corrigir alguns defeitos da têmpera quando se manifesta uma dureza ou fragilidade excessiva. O revenido só se aplica aos aços temperados
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
REVENIDO
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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REVENIDO 
 Nos pequenos trabalhos o aquecimento pode ser feito apoiando-se a peça polida, em um bloco de aço aquecido ao rubro. O forte calor que desprende do bloco, aquece lentamente a peça, produzindo nesta uma coloração que varia à medida que a temperatura aumenta. Essas cores, que possibilitam identificar a temperatura da peça, são denominadas cores de revenimento.
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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REVENIDO
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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RESUMINDO
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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A peça/parte poderá apresentar empenamento ou fissuras devidos ao resfriamento não uniforme. A parte externa esfria mais rapidamente, transformando-se em martensita antes da parte interna. Durante o curto tempo em que as partes externa e interna estão com diferentes microestruturas, aparecem tensões mecânicas consideráveis. A região que contém a martensita é frágil e pode trincar. 
Os tratamentos térmicos denominados de martempera e austempera vieram para solucionar este problema
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
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AUSTÊMPERA
 Consiste no aquecimento dos aços a temperaturas acima da zona crítica seguido de esfriamento rápido de modo a evitar a transformação da austenita. A partir daí mantêm-se a temperatura constante até a formação da bainita. Depois disso é resfriada ao ar livre.
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
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AUSTÊMPERA
 se aplica aos aços de temperabilidade relativamente elevada e o teor de manganês mais elevado. 
não é indicada às peças com espessuras superiores a 5mm se forem de aço carbono, se forem ligas admite-se até 25mm. 
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
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TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
Outra alternativa para evitar distorções e trincas é o tratamento denominado austêmpera, ilustrado ao lado 
Neste processo o procedimento é análogo à martêmpera. Entretanto a fase isotérmica é prolongada até que ocorra a completa transformação em bainita. Como a microestrutura formada é mais estável (alfa+Fe3C), o resfriamento subsequente não gera martensita. Não existe a fase de reaquecimento, tornando o processo mais barato. 
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MARTÊMPERA
 O objetivo da martêmpera é obter a martensita, como na têmpera. O que difere no tratamento é que, ao atingir, no resfriamento, a linha de início de formação da martensita, o resfriamento é retardado de modo que esta se forme mais lentamente.
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
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MARTÊMPERA
 O resfriamento é feito em óleo quente ou sal fundido, que deve ser mantido a temperatura de Mi ou pouco superior. O material deve permanecer nesta temperatura tempo suficiente para que ela fique uniforme em toda sua seção. Em seguida resfria-se ao ar, evitando-se, assim, o aparecimento de quantidade excessiva de tensões internas. Em seguida procede-se o revenido como na têmpera comum.
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
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MARTÊMPERA
 As propriedades de um aço martemperado e revenido são idênticas a de um aço temperado e revenido
 A martêmpera e a austêmpera também são aplicadas aos ferros fundidos cinzentos
Os aços-liga são os mais indicados para esse tratamento.
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
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TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
O resfriamento é temporariamente interrompido, criando um passo isotérmico, no qual toda a peça atinja a mesma temperatura. A seguir o resfriamento é feito lentamente de forma que a martensita se forma uniformemente através da peça. A ductilidade é conseguida através de um revenimento final.
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Resfriamento 
Lento 
(dentro do forno)
Resfriamento 
ao ar
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AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
Até a próxima aula!
Bom Estudo!