Ensaio Jominy

Ensaio Jominy

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1. Objetivo

        . Para se entender o método de ensaio Jominy, primeiramente devem ser considerados alguns conceitos vitais para o mesmo. A temperabilidade de um aço é um termo utilizado para descrever a habilidade de uma liga de ser endurecida pela formação de martensita e depende de diversos fatores, como o seu tamanho de grão, a homogeneidade austenítica do material e a sua composição química. O ensaio Jominy, tem como objetivo determinar esta temperabilidade dos aços por meio de um eficaz e prático ensaio, podendo assim se fazer uma análise dos fatores que contribuíram ou depreciaram a qualidade da temperabilidade no material. O ensaio leva este nome devido ao seu criador e é atualmente um dos mais utilizados na indústria metalúrgica.

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2.  Teoria (Ensaio jominy)

Ensaio padronizado no qual um corpo de prova cilíndrico, de tamanho determinado, é aquecido a fim de formar austenita, e então uma de suas extremidades é temperada com uma corrente de água de temperatura,vazão e pressão especificadas (dispositivo jominy).
           Determina-se então os valores das durezas ao longo do comprimento da barra, o qual foi submetido a um gradiente de velocidade de resfriamento. A extremidade temperada é resfriada muito rapidamente, de forma que se atinja a dureza máxima possível, de acordo com o teor de carbono do aço.
          Conforme se caminha ao longo do comprimento tem-se velocidades de resfriamento cada vez menores, de forma que a dureza vai diminuindo. Tal análise pode ser feita medindo sua dureza a distâncias variáveis com intervalos de 1/16" a partir da primeira polegada da extremidade que recebeu o jato d'água. E com intervalos de 1/8” a partir da segunda polegada.

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3. Desenvolvimento

O Ensaio Jominy, segue os seguintes passos:

• Normalizar o corpo de prova padrão :
  com dimensões finais de  25,4mm de diâmetro e 101,6 mm de comprimento, porém neste primeiro passo, deve ser deixada uma margem de sobremetal.

• O corpo de prova :
  deve ser aquecido por 30 minutos (A3+65°C) e resfriado em ar calmo. Com o objetivo de refinamento de grãos do C.P.

• Eliminação do sobremetal:
  deixando o C.P com as medidas estabelecidas segundo a norma, que são de , 25,4mm de diâmetro e 101,6 mm de comprimento. (Figura com cotas arredondadas)
                  [pic 2]

                     

• Aquecimento do corpo de prova:

 até a temperatura de austenitização dentro do forno (A3+25°C) por 30 minutos e protegido da descarbonetação, proteção esta que pode ser feita por meio de um ambiente controlado, ou com a inserção de grafite no fundo e nas laterais do recipiente onde se aloja o C.P no interior do forno.

• Colocação do corpo de prova no aparato Jominy :
  Deve ser realizada em no máximo 05 segundos. A aparelhagem também deverá atender a determinadas especificações, como o orifício de saída do borrifo de água com diâmetro de ½”, a altura máxima da água de 2 ½”, distancia entre o jato de água e a superfície temperada de ½” e a temperatura da água, que deve ser de 24°C +/- 2,8°C. Como demonstrado na figura seguinte , com os devidos arredondamentos e conversão em milímetros das cotas.

         [pic 3]       

                         

• Resfriamento :
  .Resfriamento de uma das extremidades do corpo de prova com água em borrifo no dispositivo Jominy. (a distância do borrifo foi especificada na figura x )

                   [pic 4]

• Retificação:

Retificação de rebaixos , ambos a 180° C e com profundidade de 0.015” (0,38 mm).

• Medição:
  Após a retirada do corpo de prova do aparato jominy e a retificação dos rebaixos, é realizada a análise pode de dureza a distâncias variáveis com intervalos de 1/16" a partir da primeira polegada da extremidade que recebeu o jato d'água. E com intervalos de 1/8” a partir da segunda polegada.

 [pic 5]

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4. Resultados

         .Os ensaios de dureza foram realizados conforme o método de jominy, e foram obtidos os seguintes resultados em um aço SAE 4340

J	Dureza Mínima	Dureza Real	Dureza Máxima
1	53	58	60
2	53	58	60
3	53	58	60
4	53	58	60
5	53	58	60
6	53	58	60
7	53	57	60
8	53	57	60
9	53	57	60
10	53	57	60
11	53	57	60
12	53	56	60
13	52	56	60
14	52	56	59
15	52	56	59
16	51	56	59
18	51	56	58
20	50	55,5	58
22	49	55	58
24	48	55	57
26	46	54	57
28	46	53	57
30	45	52	57
32	44	51,5	57

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5. Conclusão

Através desta tabela podemos observar que a dureza média cai de acordo com a profundidade do corpo de prova, isto porque quanto mais se aprofunda o material, mais lenta se torna taxa de resfriamento e como consequência se diminui a formação de martensita e aumenta a formação de ferrita e cementita. Podemos perceber também que o aço SAE 4340 tem maior temperabilidade, portanto mantém seus níveis de dureza relativamente altos enquanto comparado ao longo da seção resfriada, isso se deve ao fato de que o SAE 4340 possui em sua composição elementos de liga (Mn,Mo,Cr,Ni) que aumentam a temperabilidade dos materiais. A partir disso podemos concluir que a temperabilidade dos aços é afetada pelo teor de carbono em sua composição, mas o fator que mais influi na temperabilidade do material é a adição de elementos de liga.

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