A Metalógrafa e Tratamento Térmico

        

ENSAIO JOMINY

BRUNO SILVA SACRAMENTO

Graduando em engenharia mecanica

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RESUMO

O aumento da demanda mundial de aço e a redução da disponibilidade dos recursos naturais têm sido responsáveis pela formação de um panorama de desenvolvimento desafiador para a engenharia metalúrgica nos últimos anos, encarregando-a de equacionar o problema da obtenção de materiais em quantidade, qualidade, em ciclos de produção mais curtos, sem agredir o meio ambiente e a custos mais baixos para garantir a competitividade. Em países em desenvolvimento, aços hipoeutetóides são largamente utilizados na construção civil. O conhecimento dos mecanismos de obtenção desses aços, que não possuem em sua composição teores de elemento de liga significativos podem permitir a elevação de suas propriedades superficiais a partir de tratamentos térmicos durante o processo de obtenção do produto-final. Para o domínio da tecnologia envolvida, exige-se um profundo conhecimento dos fenômenos que ocorrem durante o processamento desses aços.

1 INTRODUÇÃO

Nas últimas décadas, a produção de aços atingiu valores superiores a 1000 Mt/ano. Ao mesmo tempo, a competitividade cresce no mesmo ritmo que a busca por essa produtividade. o nível de qualidade do processo de fabricação desses aços se desenvolveu consideravelmente. Há o controle de diversos elementos presentes no aço, em níveis de partes por milhão (ppm), o controle e a engenharia das inclusões não metálicas presentes em frações volumétricas inferiores a 10 ao mesmo tempo são acompanhados por projetos micro estruturais sofisticados, em que a composição química e o processamento termomecânico são otimizados, buscando propriedades e desempenho superiores. Grande parte desse desenvolvimento deve-se a melhor compreensão dos fenômenos envolvidos e a evolução associada à capacidade de modelar esses fenômenos e os processos.

Aços hipoeutetóides são projetados para oferecer melhores propriedades superficiais quando aliados a processos de resfriamentos controlados. Eles não são considerados aços no sentido convencional, pois são projetados para atender propriedades mecânicas superficiais específicas sem adição de elementos de liga, sendo normalmente obtidos como barras laminadas a quente. Algumas das principais aplicações do aço hipoeutetóide é na fabricação de vergalhões, barras e perfis que têm como característica o aumento da dureza superficial através de tratamento térmico, o que possibilita a sua aplicação em obras de construção civil.

Após a solidificação no lingotamento contínuo, as barras são obtidas e resfriam naturalmente, aguardando a entrada na planta de laminação a quente, na qual serão enfornadas e mantidas a uma temperatura de 1100°C, para uma completa austenitização (METALS HANDBOOK, 1991).

Conhecendo-se as características da austenita formada durante o aquecimento, as cargas de laminação e as taxas de resfriamento, torna- -se possível o mapeamento da morfologia e as frações volumétricas dos microconstituintes resultantes, consequentemente, as propriedades mecânicas.

2 PROCEDIMENTOS DO ENSAIO JOMINY

O ensaio Jominy, em metalurgia, é designado para avaliar a temperabilidade de um aço, ou seja, a capacidade de se obter martensita por tratamento térmico de têmpera. Consiste num dispositivo onde se coloca um corpo de prova cilíndrico, austenitizado, sobre um jato de água, até seu total resfriamento. Em seguida é feita a medida de dureza ao longo de todo o seu eixo axial.

O procedimento do ensaio é descrito na norma ASTM A255, onde o mesmo é dividido em três etapas, sendo elas: austenização, resfriamento e medição de dureza.

Austenitização: O corpo de prova cilíndrico, com 1" de diâmetro x 4" de comprimento, é colocado em um forno a uma temperatura na faixa de 900°C durante um período de 30 minutos.

Resfriamento: Após a austenitização, o corpo de prova é colocado em um dispositivo onde recebe um jato de água, de um tubo de 10mm de diâmetro colocado pouco abaixo de sua base, regulado a uma pressão correspondente a altura livre de 65mm.

Medição de Dureza: A dureza é medida em Rockwell C (HRC) a partir de um corte transversal à peça em intervalos de 1/16".

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Figura 1

3 ENSAIO DE TEMPERABILIDADE JOMINY

Este ensaio é frequentemente usado para caracterizar a capacidade de endurecimento de um metal ou a capacidade de obter estrutura martensítica. Neste ensaio um corpo de prova cilíndrico de 1” de diâmetro e 4” cm de comprimento, após austenitização à temperatura recomendada para o aço a ensaiar, é arrefecido fazendo incidir na sua face inferior um jacto de água que deverá sair através de um tubo de 10 mm de diâmetro, estando a pressão da água regulada de tal modo que a altura livre do jato de água seja de 65 mm. Uma vez completamente arrefecido até à temperatura ambiente é maquinada uma pista ao longo de uma geratriz do corpo de prova cilíndrico de modo a remover a camada superficial alterada durante o aquecimento e manutenção à temperatura de austenitização.