Processamento térmico de liga metálicas

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Materiais de Construção Mecânica
 
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Processamento Térmico de Ligas Metálicas 
 
Materiais de Construção Mecânica
 
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 Introdução:
 
Importância dos tratamentos térmicos
Processos de recozimento
Objetivos:
Aliviar tensões
Diminuir a dureza
Aumentar a ductilidade
Aumentar a tenacidade
Melhorar a usinabilidade
Regularizar a microestrutura
 
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Exemplo do efeito do recozimento
Recozido
Bruta fusão
 
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Etapas do recozimento:
Aquecimento até a temperatura de tratamento
Permanência na temperatura de tratamento (encharcamento)
Resfriamento sob condições controladas
Gradientes de temperatura entre o centro e a superfície da peça:
Indução de gradientes de tensões internas
Empenamentos
Trincas
 
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 Recozimento intermediário
Objetivos
Anular os efeitos da deformação plástica a frio (encruamento)
Amolecer
Aumentar a ductilidade
Aço ABNT 1006 encruado
Aço ABNT 1006 recozido
 
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Temperatura de tratamento
Um pouco acima da temperatura de recristalização
Resfriamento
Ao ar calmo
Recozimento para alívio de tensões
Objetivos
Aliviar as tensões internas (residuais), preservando o ganho de resistente conseguido no encruamento
Origens de tensões residuais internas
Usinagem
Lixamento
Resfriamento não-uniforme
Soldagem
Fundição
Transformações de fases
 
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Temperatura de tratamento
O suficiente para ocorrer a recuperação
Resfriamento
Ao ar calmo
 
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Recozimento de ligas ferrosas
 
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Recozimento pleno
Objetivos:
Em geral, os mesmos do recozimento
Temperatura de tratamento:
15 a 40ºC acima da temperatura crítica superior A1 ou A3 (austenitização)
Resfriamento:
Lento (no forno, cal)
 
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Ciclo do recozimento pleno de um aço hipoeutetóide
 
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Microestruturas
Ferrita proeutetóide e perlita grossa
Perlita grossa
 
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 Observação: não se faz o recozimento pleno em aços hipereutetóide. Neste caso, o recomendado é o recozimento subcrítico.
Aço hipereutetóide recozido plenamente. Rendilhado de cementita proeutetóide nos contornos de grão da perlita
A presença do rendilhado de cementita proeutetóide diminui bastante a tenacidade do aço.
 
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Normalização
Objetivos
Os mesmos do recozimento pleno, mas produzindo uma granulação mais fina para melhorar a tenacidade
Temperatura de tratamento
50 a 85ºC acima da temperatura crítica superior (austenitização)
Resfriamento
Ao ar calmo
Microestruturas
F + Pf, Pf ou Pf + Cms
 
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Ciclo da normalização de um aço hipoeutetóide
 
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Recozimento x Normalização
 
Materiais de Construção Mecânica
 
 Recozimento x Normalização
 
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Recozimento subcrítico
Objetivos
Diminuir a dureza
Aumentar a ductilidade
Aumentar a usinabilidade
Temperatura de tratamento
30 a 50ºC abaixo de A1
Resfriamento
Ao ar calmo
Microestrutura
Cementita globulizada
 
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Aço ABNT W4 submetido a um recozimento subcrítico. (esferoidizado) 
Ferrita e cementita globulizada. Ampliação: 1000 X.
 
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 Têmpera dos aços
Objetivos
Aumentar a resistência
Aumentar a dureza
Aumentar a resistência ao desgaste
Necessidade do revenimento
Aliviar as tensões internas
Melhorar a tenacidade
Fatores para o sucesso da têmpera
Composição do aço
Tipo e natureza do meio de resfriamento
Tamanho e forma da amostra
 
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Ciclo da têmpera de um aço hipoeutetóide
 
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Velocidade crítica de têmpera
Velocidade crítica de têmpera 
 
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Endurecibilidade (temperabilidade)
Propriedade do aço que determina a profundidade e distribuição da dureza pela têmpera.
Medidas de endurecibilidade
Método de Jominy
 
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 Ensaio Jominy da extremidade da ponta temperada
 
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Resultado do ensaio de Jominy
Curva de dureza HRC x distância da ponta temperada
 
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Correlação entre a barra de Jominy e o TRC 
 
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Tratamentos Térmicos de Endurecimento Por Precipitação
 
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Tratamento térmico de solubilização e precipitação
 
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 Dureza x tempo de envelhecimento 
 
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Endurecimento por precipitação
Modelo de orowan
 
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Mecanismo de endurecimento
Solução sólida
Supersaturada
Precipitado 
coerente
Precipitado
incoerente
 
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Características do endurecimento por precipitação de uma liga de alumínio 2014
 
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Características do endurecimento por precipitação de uma liga de alumínio 2014
 
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Martêmpera
Alternativa para evitar distorções e trincas
 
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Austêmpera
Alternativa para evitar distorções e trincas