NORMALIZAÇÃO_OBJETIVO_RT_EXP_MEC_FINAL

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FUNDAÇÃO TÉCNICO-EDUCACIONAL SOUZA MARQUES
FACULDADES SOUZA MARQUES
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA
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site: www.souzamarques.br
RELATÓRIO
 DE 
EXPERIMENTAÇÃO MECÂNICA II
LABORATÓRIO DE METALURGIA
NORMALIZAÇÃO
	Curso:
	Engenharia Mecânica
	Turma:
	E361M
	
Alunos:
	Atilio Rodrigues Lima Calamari
	
	
	
	Antônio Carlos de Silo
	
	
	
	Alexandro Silva dos Santos
	
	
	
	Carlos Eduardo Guimarães
	
	
	
	Luciano
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Prof. MSc. Rubens Rodrigues da Silva
SUMÁRIO
RESUMO										3
TEORIA	4 
OBJETIVOS DA NORMALIZAÇÃO	7
PARÂMETROS DA NORMALIZAÇÃO	8
DIAGRAMA FERRO CARBONO 	9
MATERIAIS UTILIZADOS		11
PROCEDIMENTOS	11
OBEVAÇÕES E MEDIÇÕES	12
FOTO DA PEÇA ENSAIADA	13
CONCLUSÃO		14
REFERENCIAS	15
RESUMO
Este relatório tem por objetivo apresentar o processo de tratamento térmico de normalização que tem a função de anular um tratamento térmico ou mecânico anterior; homogeneização da composição química e refino do tamanho dos grãos das peças fundidas e forjadas.
TEORIA
O Tratamento térmico é o conjunto de operações de aquecimento e resfriamento a que são submetidos os aços, sob condições controladas de temperatura, tempo, atmosfera e velocidade de resfriamento, com o objetivo de alterar as suas propriedades ou conferir-lhes características determinados. 
As propriedades dos aços dependem, em princípio, da sua estrutura. Os tratamentos térmicos modificam, em maior ou menor escala, a estrutura dos aços, resultando, em consequência na alteração mais ou menos pronunciada, de suas propriedades.
Os principais objetivos dos tratamentos térmicos são os seguintes:
- Remoção de tensões internas (oriundas de esfriamento desigual, trabalho mecânico ou outra causa);
- Aumento ou diminuição da dureza;
- Aumento da resistência mecânica;
- Melhora da ductilidade;
- Melhora da usinabilidade;
- Melhora da resistência ao desgaste;
- Melhora das propriedades de corte;
- melhora da resistência à corrosão;
- Melhora da resistência ao calor;
- Modificação das propriedades elétricas e magnéticas.
A simples enumeração dos objetivos acima evidência claramente a importância e a necessidade do tratamento térmico no aço.
Em geral, a melhora de uma ou mais propriedades, mediante um determinado tratamento térmico, é conseguida com prejuízo de outras. Por exemplo, o aumento da ductilidade provoca simultaneamente queda nos valores de dureza e resistência à tração.
É necessário, pois, que o tratamento térmico seja escolhido e aplicado criteriosamente, para que os inconvenientes apontados sejam reduzidos ao mínimo. Não se verifica, pela simples aplicação de um tratamento térmico, qualquer alteração da composição química do aço.
Há casos, entretanto, em que interessa somente uma modificação parcial de certas propriedades mecânicas; por exemplo, melhorar superficialmente a dureza do aço. Esse efeito é conseguido pela alteração parcial da sua composição química.
O aquecimento é geralmente realizado a uma temperatura acima da crítica, porque então se tem a completa austenização do aço, ou seja, total dissolução do carboneto de ferro gama: essa austenização é o ponto de partida para as transformações posteriores desejadas, as quais se processarão em função da velocidade de esfriamento adotada.
A velocidade de aquecimento, embora na maioria dos casos seja fator secundário, apresenta certa importância, principalmente quando os aços estão em estado de tensão interna ou possuem tensões residuais devidas a encruamento prévio ou ao estado inteiramente martensítico porque, nessas condições, um aquecimento muito rápido pode provocar empenamento ou mesmo aparecimento de fissuras.
A temperatura de aquecimento é mais ou menos um fator fixo, determinado pela natureza do processo e dependendo, é evidente, das propriedades e das estruturas finais desejadas, assim como da composição química do aço, principalmente do seu teor de carbono.
Quanto mais alta essa temperatura, acima da zona crítica, maior segurança se tem da completa dissolução das fases no ferro gama; por outro lado, maior será o tamanho de grão da austenita. As desvantagens de um tamanho de grão excessivo são maiores que as desvantagens de não ser ter total dissolução das fases no ferro gama, de modo que se deve procurar evitar temperaturas muito acima de linha superior (A3) da zona crítica. Na prática, o máximo que se admite e 500º C acima de A3 e assim mesmo para os aços hipoeutetóides. Para os hipereutetóides, a temperatura recomendada é inferior à da linha Acm. 
A influência do tempo de permanência do aço à temperatura escolhida de aquecimento é mais ou menos idêntica à da máxima temperatura de aquecimento, isto é, quanto mais longo o tempo à temperatura considerada de austenização, tanto mais completa a dissolução do carboneto de ferro ou outras fases presentes (elemento de liga) no ferro gama, entretanto maior o tamanho de grão resultante.
	
O resfriamento é o fator mais importante, pois é ele que determinará efetivamente a estrutura e, em conseqüência, as propriedades finais dos aços. Os meios de esfriamento usuais são: ambiente do forno, ar e meios líquidos. O resfriamento mais brando é, evidentemente, o realizado no próprio interior do forno e ele se torna mais severos as medida que se passa para o ar ou para um meio líquido, onde a extrema agitação dá origem aos meios de esfriamento mais drásticos ou violentos.
De qualquer modo, o meio de resfriamento é fator básico no que se refere à reação da austenita e em conseqüência, aos produtos finais de transformação. Os meios de resfriamento mais utilizados são: soluções aquosas, águas, óleo e ar.
Nos tratamentos térmicos dos aços, devem-se evitar dois fenômenos muito comuns e que podem causar sérios aborrecimentos: a oxidação que resulta nas formações indesejadas da “casca de óxido” e a descarbonetação que pode provocar a formação de uma camada mais mole na superfície do metal. 
Tais fenômenos de oxidação e de descarbonetação, são evitada pelo uso de uma atmosfera protetora ou controlada no interior do forno, a qual, ao prevenir a formação da “casca de óxido”, torna desnecessário o emprego de métodos de limpeza e, ao eliminar a descarbonetação, garante uma superfície uniformemente dura e resistente ao desgaste.
Os tratamentos térmicos usuais dos aços são: recozimento, normalização, têmpera, revenido, colascimento e os tratamentos isotérmicos.
A normalização que é o tema deste relatório de trabalho pratico. Consiste no aquecimento do aço a uma temperatura acima da zona crítica, seguindo de resfriamento no ar. Para os aços hipoeutetóides, pode-se admitir que a temperatura de aquecimento ultrapassasse a linha A3 e para os hipereutetóides a linha Acm sem os inconvenientes, neste último caso, no esfriamento ao ar que se seguem da formação do invólucro frágil de carbonetos.
Também por este processo, se refina a granulação grosseira de peças de aço fundido principalmente; frequentemente, e com o mesmo objetivo, a normalização é aplicada em peças depois de laminadas ou forjadas. A normalização é ainda usada como tratamento preliminar à têmpera e ao revenido, justamente para produzir estrutura mais uniforme do que a obtida por laminação. 
Os constituintes que se obtém na normalização são ferrita e perlita fina ou cementita e perlita fina. Eventualmente, dependendo do tipo de aço, pode-se obter a bainita.
OBJETIVO DA NORMALIZAÇÃO
- Anular um tratamento térmico ou mecânico anterior;
- Homogenização da composição química;
- Refino do tamanho dos grãos das peças fundidas e forjadas.PARAMETRO DA NORMALIZAÇÃO
- Temperatura de aquecimento;
-Tempo de permanência na temperatura de aquecimento ou tempo de encharque;
- Resfriamento.
Determinação dos Parâmetros
- Temperatura: Entra-se no diagrama Ferro-Carbono:
		Aços			Temperatura		Constituintes
	Aços Hipoeutetóides 	(	( = A3 + 50ºC		(Ferrita + Perlita)
Aços Eutetóides 	(	( = A1 + 50ºC		(Perlita)
	Aços Hipereutetóides (	( = A1 + 50ºC		(Ferrita + Cementita)
Θcp= 900°C
- Tempo de aquecimento ou tempo de encharque
Como o corpo de prova tem altura de 10 mm e diâmetro de 15 mm
T = 20 (min/cm) x 1 (cm) = 20 min
- Parâmetro: Esfriamento 
O corpo de prova é retirado do forno e deixando a peça resfriar ao ar livre.
DIAGRAMA DE EQUÍBRIO Fe – C
MATERIAIS ULTILIZADOS
Corpo de prova de Aço SAE 1045.
Forno elétrico tipo mufla.
Tenaz ou Pinça.
Lixadeira mecânica.
Lixas nº 100, 220, 320, 400, 500 e 600
Politriz
Alumina de 1 micon(µ)
Água
Álcool
Algodão
Nital 2%
Secador de cabelo
Microscópio ótico
Máquina fotográfica digital 
Computador com software de captura de imagem
Pen drive
Durômetro Rockwell
PROCEDIMENTO
Colocar o corpo de prova no forno elétrico.
Aquecer-lo até 900°C.
 Permanecer a esta temperatura durante 20 minutos (Tempo de encharque).
Retirar o o corpo de prova do forno e deixa-lo resfriando ao ar;
Lixar, iniciando na lixa n° 100 lixando o corpo de prova até que sua superfície fique plana e com todos os riscos da lixa na mesma direção.
Girar o corpo de prova em 90° e passar para lixa n° 220, lixando o corpo de prova até que sua superfície fique plana e com todos os riscos da lixa na nova direção.
Girar o corpo de prova em 90° e passar para lixa n° 320, lixando o corpo de prova até que sua superfície fique plana e com todos os riscos da lixa na nova direção.
Girar o corpo de prova em 90° e passar para lixa n° 400, lixando o corpo de prova até que sua superfície fique plana e com todos os riscos da lixa na nova direção.
Girar o corpo de prova em 90° e passar para lixa n° 500, lixando o corpo de prova até que sua superfície fique plana e com todos os riscos da lixa na nova direção.
Girar o corpo de prova em 90° e passar para lixa n° 600, lixando o corpo de prova até que sua superfície fique plana e com todos os riscos da lixa na nova direção. 
Lavar com água para remoção dos resíduos das lixas;
Fazer o Polimento da peça na politriz, a 1000 RPM, usando alumina de 1 micon(µ) como lubrificante.
Lavar o corpo de prova com água, passando um algodão molhado na superfície para remoção das manchas brancas da alumina, borrifar a superfície com álcool e secar com secador de cabelos, para evitar a oxidação da superfície.
Fazer o ataque com Nital 2% durante 6 (seis) segundos.
Lavar o corpo de prova com água, borrifar a superfície com álcool e secar com secador de cabelos, para evitar a oxidação da superfície.
Observar a superfície do corpo de prova no microscópio com aumento de 150X.
Tirar foto da textura e gravar no pen drive.
Aferir a dureza no durômetro Rockwell;
Medir a dureza em três diferentes pontos, fazendo a média aritmética.
OBSERVAÇÕES E MEDIÇÕES
No Microscópio:
	Material do corpo de prova - Aço SAE 1045 
Aumento empregado no microscópio - 150X
Textura observada – ferrita e perlita
Reagente usado no tratamento químico - NITAL (ácido nítrico + álcool)
Medição da dureza do corpo:
Durezas obtidas corpo de prova após o tratamento térmico de revenido, com carga de 150Kg com penetrador de cone de diamante:
	
	
	1ª Tentativa
	2ª Tentativa
	3ª Tentativa
	Média
	HRC
	35
	38
	37
	36,6
(antes ao tratamento térmico de normalização)
Durezas obtidas no corpo de prova após o tratamento térmico de normalização, com carga de 150Kg com penetrador de cone de esfera de Tungstênio:
 :
	
	1ª Tentativa
	2ª Tentativa
	3ª Tentativa
	Média
	HRB
	89
	82
	88
	86,3
(após do tratamento térmico de normalização)
FOTO DA PEÇA ENSAIADA
	 
As partes claras são formada por FERRITA sendo as escuras PERLITA.
CONCLUSÃO
	Após o corpo de prova sofrer tratamento térmico de normalização, foi observado uma textura com a presença de ferrita e perlita e a dureza do corpo de prova 1 e corpo de prova 2 chegou ao nível esperado para esta estrutura.
Sendo assim, definimos que o experimento atingiu seu objetivo.
REFERÊNCIAS
http://www.metalharte.com.br/normalização.htm
http://www.spectru.com.br/Metalurgia/diversos/tratamento.pdf
t = 20 min/cm
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FERRITA
PERLITA