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CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br IECETEC Orgulhosamente apresenta: MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MEC NICA E Com TRATAMENTO TÉRMICO profº msc Etevaldo costa

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br Olá pessoal sejam todos bem vindos a mais uma Aula com o profº Etevaldo Costa. Bons Estudos!

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO MEC NICA E TRATAMENTO TÉRMICO Aula 04 Assunto: Transformações por resfriamento contínuo (TRC)

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br 1 - Introdução Os tratamentos isotérmicos não são os mais práticos pois a liga tem de ser aquecida a uma temperatura maior que a temperatura eutetóide e então resfriada rapidamente e mantida a uma temperatura elevada. A maioria dos tratamentos térmicos envolve o resfriamento contínuo até a temperatura ambiente diagrama de transformação isotérmica não é mais válido. Um diagrama de transformação isotérmica só é válido para temperatura constante e tal diagrama (TTT) deve ser modificado para transformações com mudanças constantes de temperaturas

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br 2 - Características geral da curva TRC No resfriamento contínuo o tempo exigido para que uma reação tenha seu início e o seu término é retardado e as curvas são deslocadas para tempos mais longos e temperaturas menores

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br 2 - Características geral da curva TRC Resfriamento moderadamente rápido e resfriamento lento A transformação tem início após um período de tempo que corresponde à intersecção da curva de resfriamento com a curva de início da reação, e termina com o cruzamento da curva com o término da transformação Temperatura (°C) Início da transformação Resfriamento lento (recozimento total) Resfriamento moderadamente rápido (normalização) M (início) Microestrutura Com a continuidade do resfriamento a austenita não convertida em perlita se transforma em martensita ao cruzar a linha M (início) Indica uma transformação durante o resfriamento Perlita fina Perlita grosseira Tempo (s)

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br 2 - Características geral da curva TRC Resfriamento moderadamente rápido e resfriamento lento Normalmente, não irá se formar bainita para aços ferro-carbono resfriados continuamente, pois toda a austenita se transformará em perlita Temperatura (°C) Início da transformação Resfriamento lento (recozimento total) Resfriamento moderadamente rápido (normalização) M (início) Microestrutura Com a continuidade do resfriamento a austenita não convertida em perlita se transforma em martensita ao cruzar a linha M (início) Indica uma transformação durante o resfriamento Perlita fina Perlita grosseira Tempo (s)

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br 3 - Taxa crítica de resfriamento. Para taxas de resfriamento superiores à crítica existirá apenas martensita. Além disso existirá uma faixa de taxas em que perlita e martensita são produzidos e finalmente uma estrutura totalmente perlítica se desenvolve para baixas taxas de resfriamento Temperatura (°C) Taxa crítica de resfriamento = taxa mínima para produção de uma estrutura totalmente martensítica M (início) Martensita + Perlita Tempo (s) Perlita

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br 4 - Diagrama de resfriamento contínuo para aço-liga 4340 SAE 4340 - Composição Química – C(0, 38 – 0, 43), Si(0, 15 – 0, 30), Mn(0, 60 -0, 80), Cr(0, 80 – 1, 10), Ni(1, 652, 00), Mo(0, 20 -0, 30) A presença de outros elementos liga além do carbono pode causar alterações significativas nas posições e nas formas das curvas TTT. Essas alterações incluem o deslocamento do joelho para transformação da austenita para perlita e a formação de um joelho separado para bainita.

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br 4 - Diagrama de resfriamento contínuo para aço-liga 4340 O carbono e outros elementos liga deslocam os joelhos da perlita e da bainita para tempos mais longos, dessa forma diminuindo a taxa de resfriamento crítica. A adição de elemento liga consiste me facilitar a formação da martensita. Como se pode observar na figura, para este aço há possibilidade de formação da bainita durante o processo de resfriamento contínuo

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br 4 - Diagrama de resfriamento contínuo para aço-liga 4340 Como se pode observar também, a taxa de resfriamento crítico diminui consideravelmente. Outras taxas, permitem formação de microestruturas diferentes

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br 5 - EXERCÍCIOS 1 - Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga ferro-carbono, indique as microestruturas nas curvas A, B, C e D; RESPOSTAS: A- Martensita B- Martensita + bainita C- Martensita+bainita +perlita+ferrita D- Perlita+ ferrita

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br 5 - EXERCÍCIOS 2 - Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga ferro-carbono, indique as microestruturas nas 3 curvas formadas; RESPOSTAS: Martensita Perlita + Bainita+ Martensita Perlita

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa www. iecetec. com. br 5 - EXERCÍCIOS 3 - Usando o diagrama de transformação (TTT) por resfriamento contínuo para a liga ferro-carbono, indique as microestruturas nas 3 curvas formadas; RESPOSTAS: Martensita Bainita Ferrita + Perlita + Bainita

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa 5 - EXERCÍCIOS 4 - Analise o diagrama TTT que ilustra as curvas de resfriamento contínuo para um aço-1080(Figura ao lado). Cite quais as fases microestruturais de amostras dessa liga que são, em primeiro lugar, completamente transformadas em austenita e depois resfriadas até a temperatura ambiente, de acordo com as seguintes taxas: (a) 150 ºC/s, (b) 10 ºC/s, (c) 70 ºC/s e (d) 2 ºC/s até 700 graus e manutenção nesta temperatura por 20 horas e resfriamento dentro do forno. www. iecetec. com. br

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa 5 - EXERCÍCIOS 5 - Usando o diagrama de transformação contínua para uma liga de aço ABNT 4340 (vide figura), determine a microestrutura final de pequenas amostras que foram resfriadas até temperatura ambiente segundo as seguintes taxas de resfriamento: a)20 ºC/s, (b) 7 ºC/s, (c) 0, 05 ºC/s, (d) 1 ºC/s e (e) 0, 002 ºC/s. Para cada caso, suponha que a amostra se encontra inicialmente a uma temperatura de 845ºC e que ela tenha sido mantida a essa temperatura por tempo suficiente para que fosse atingida uma estrutura austenítica completa e homogênea. www. iecetec. com. br

CURSO DE ENGENHARIA MEC NICA Msc. Professor Etevaldo Costa 5 - EXERCÍCIOS 6 -Considerando a curva TTT (Transformação em função de Tempo e Temperatura) do aço ABNT 1050, representada na figura ao lado, o tratamento térmico que produz uma microestrutura homogênea e com dureza uniforme de 30 HRC, na direção radial de um eixo de 100 mm de diâmetro, é o resfriamento contínuo de 900 ºC até 500 ºC num tempo de: (A) 10³ s. (B) 10 s. (C) 0, 5 s, seguido de tratamento isotérmico. (D) 5 s, seguido de tratamento isotérmico. (E) 10 s, seguido de tratamento isotérmico. www. iecetec. com. br

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