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São José do Rio Pardo/SP Engenharia Mecânica – 6º Período Rua Santa Terezinha, 451 – Centro – São José do Rio Pardo – SP CEP: 13720-000 – Tel.: (19) 3681 – 2655 Autores: Maria Carolina Prado Ensaio Jominy São José do Rio Pardo – SP 2018 2 São José do Rio Pardo/SP Engenharia Mecânica – 6º Período Ensaio Jominy Relatório apresentado à UNIP – Campus São José do Rio Pardo referente à disciplina de Ciências dos Matérias - laboratório, como parte dos requisitos para avaliação bimestral, no Curso de Engenharia Mecânica. São José do Rio Pardo – SP 2018 3 Sumário 1. Introdução ............................................................................................................. 4 2. Objetivo ................................................................................................................. 5 3. Referencial Teórico ............................................................................................... 5 4. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................... 6 5. Resultados e Discussões ...................................................................................... 6 6. Conclusão ............................................................................................................. 7 4 1. Introdução Há muitos séculos atrás o homem descobriu que com aquecimento e resfriamento podia modificar as propriedades mecânicas de um aço, isto é, torná-los mais duro, mais mole, mais maleável, etc. Mais tarde, descobriu também que a rapidez com que o aço era resfriado e a quantidade de carbono que possuía influía decisivamente nessas modificações. O processo de aquecer e resfriar um aço, visando modificar as suas propriedades, denomina-se tratamento térmico. A finalidade do tratamento térmico é alterar as microestruturas e como consequências as propriedades mecânicas das ligas metálicas. Os seus principais objetivos são: Remoção de tensões internas; Aumento ou diminuição da dureza; Aumento da resistência mecânica; Melhora da ductilidade. Os principais fatores que influenciam o tratamento térmico são: Temperatura; Tempo; Velocidade de resfriamento. A influência da temperatura depende do tipo de material e da transformação de fase ou microestrutura desejada. O tempo de tratamento térmico depende muito das dimensões da peça e da microestrutura desejada. Quanto maior o tempo maior a segurança da completa dissolução das fases para posterior transformação e maior será o tamanho de grão. A velocidade de resfriamento depende do tipo de material e da transformação de fase ou microestrutura desejada; ela é considerada o fator mais importante, uma vez que é responsável por determinar a microestrutura, além da composição química do material. 5 2. Objetivo Obter curvas de endurecibilidade para avaliar a temperabilidade da liga de aço. 3. Referencial Teórico Os tratamentos térmicos são um conjunto de operações que têm por objetivo modificar as propriedades dos aços e de outros materiais através de um conjunto de operações que incluem o aquecimento e o resfriamento em condições controladas. Os tratamentos térmicos podem ser divididos em duas partes: ▪ Tratamentos que visam modificar as propriedades mecânicas ligas ou aliviar tensões e reestabelecer a estrutura cristalina normal; ▪ Tratamentos que visam endurecimento superficial, pela alteração da composição química da camada superficial do material, até uma determinada profundidade. O Ensaio Jominy da Extremidade Temperada Ensaio de Temperabilidade – JOMINY O ensaio Jominy de temperabilidade destina-se ao teste da temperabilidade de aços. O ensaio consiste em um corpo de prova padronizado de aço a ser testado, sendo aquecido para a temperatura de têmpera e resfriado bruscamente em uma face frontal, em um dispositivo, por meio de um jato d’água ascendente. Nas superfícies de ensaio retificadas em paralelo e o eixo do corpo de prova mede-se a dureza em distâncias determinadas, iniciando na face frontal resfriada bruscamente. Quando analisados os resultados as curvas do ensaio Jominy para um determinado material pode-se verificar que existe uma faixa de dureza. Essa faixa é devido a dispersão dos resultados dos ensaios executados para a realização da norma. A dispersão dos resultados para um mesmo material ocorre por algumas razões como às diferenças na estrutura dos aços (tamanho de grão, inclusões, etc.) e nas composições químicas. 6 4. Materiais e Métodos Materiais • Forno; • Durômetro Rockwell; • Corpo de prova de aço; • Cronometro; • Tenaz; • Mangueira com jato de água; Métodos Preparar O corpo de prova para ensaio Jominy da extremidade temperada, sem o contato físico e programar o forno para atingir 900 °C durante 30 minutos para garantir total solubilização do carbono na austenita. Com uma tenaz, retirar do forno um corpo de prova por vez, fixar na garra metálica e posicionar a mangueira com o jato de água na extremidade a ser temperada até o aço resfriar completamente em temperatura ambiente, em seguida lixar o chanfro. Medir a dureza no chanfro, a partir da extremidade temperada, com auxílio do durômetro Rockwell respeitando os espaçamentos de leitura. 5. Resultados e Discussões Os resultados obtidos no experimento estão apresentados na tabela 1 e 2. Medidas de Dureza C 44 C 43,8 C 32,2 C 33,6 C 29 C 26 C 29 C 30,9 C 23 C 27,9 C 28,6 C 27,9 C 38,2 C 39,2 C 32,2 C 31 C 22,9 C 25,1 C 35,9 7 C 30,2 Tabela 1 – Medidas de dureza feitas no experimento. Medidas de Dureza Nº Experimento Medidas 1 C 44 2 C 43,8 3 C 32,2 4 C 30,9 5 C 28,6 6 C 27,9 7 C 22,9 Tabela 2 – Medidas de dureza selecionadas. Gráfico 1 – Dureza X Distância Jominy (Aço 1045) 6. Conclusão Com o ensaio Jominy foi possível observar que os pontos que resfriaram-se mais rápido na base do corpo de prova apresentando uma dureza mais elevada. Pode-se fazer uma analogia do ensaio Jominy com outros processos de tratamento térmico em que a região externa esfria mais rápido que a interna e, consequentemente, há variação de dureza. Como é possível observa na (Tabela 1). As amostras devem ser lixadas antes de realizar a medição de dureza para que a camada de carbono formada durante o tratamento não interfira na medição da dureza real. 7. Anexos 0 10 20 30 40 50 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C Medidas de Dureza Rockwell Medidas de Dureza Medidas 8 Figura 1 - Forno a 900° C, com a material sobreaquecendo dentro. Figura 2 - Resfriamento do corpo de prova de aço na mangueira com jato de água. 9 Figura 3 - Durômetro de Rockwell 8. Bibliografia Callister, W. D., Materials Science and Engineering: An Introduction, 5° Ed. John Wiley & Sons, Inc, 2000.
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