TRATAMENTOS TÉRMICOS DO AÇO 1045

RESUMO

O aço em questão que será falado no presente artigo é o aço 1045, material utilizado e estudado em diversos campos da engenharia, graças a sua ampla utilidade na indústria de mo-do geral, para varias finalidades. Este artigo tem como objetivo analisar especificamente o aço 1045 depois de sofrer determinados tratamentos térmicos, examinando suas propriedades me-cânicas e também sua microestrutura. As amostras do aço 1045 foram submetidas aos trata-mentos de normalização, recozimento, têmpera e também uma amostra sem tratamento algum. Tais amostras foram expostas aos ensaios de tração, de dureza, de impacto e metalografia. Se-rá notado no decorrer do estudo que foi notável a mudança das propriedades mecânicas e es-truturais do aço 1045 de acordo com o tipo de tratamento utilizado.

Palavras-chave: aço 1045, tratamento térmico, propriedades mecânicas, microestrutura.

ABSTRACT

The steel in question that will be mentioned in this article is steel 1045, material used and studied in various fields of engineering thanks to a wide utility in the industry in general, for several purposes. This article aims at analyzing steel 1045 specifically after undergoing certain thermal treatments, examining its mechanical properties and also its microstructure. Samples of 1045 steel were submitted to normalization, annealing, quenching and also a sam-ple with no treatment. These samples were exposed to tensile, hardness, impact and metallog-raphy tests. It will be noted in the course of the study that it was notable the change in the mechanical and structural properties of the 1045 steel according to the type of treatment used.

Keywords: 1045 steel, heat treatment, mechanical properties, microstructure.

1. INTRODUÇÃO

O aço 1045 é utilizado por diversos campos de atuação e na sociedade, já que é um tipo de material de grande utilidade industrial, construção civil, indústria mecânica para fabricação de braçadeiras, cilindros, eixos, engrenagens, hastes de amortecedor, parafusos, porcas e pre-gos. O aço 1045 "apresenta em sua liga 0,45% de carbono. O percentual de carbono é relevan-te para a sua escolha pois quanto maior o percentual de carbono maior dureza o aço pode apresentar" (Trimetais)[1]. Sua utilização é predominante nas áreas em que é necessário um metal de resistência que se sobressai diante os outros.

Justamente por esse material ter uma ampla aplicabilidade, é de suma importância estu-da-lo para analisar suas propriedades mecânicas e estruturais de modo que possa diversificar seu uso nas determinadas áreas e finalidades citadas. Na procura de modificar tais proprieda-des, submetemos o metal a tratamentos térmicos que possibilitam a mudança característica do aço 1045 aumentando ainda mais o campo de aplicabilidade e utilização do metal.

Os tratamentos térmicos em questão consistem no método de aquecer o aço em um for-no e em sequencia resfria-lo de maneiras diferentes de acordo com a metologia do tratamento. Resfriar o aço em água é denominado temperamento; resfriar em temperatura ambiente ao ar, dá-se o nome de normalização; resfriar o aço com decaimento lento de temperatura ate a tem-peratura ambiente é especifico do recozimento. Os seguintes processamentos térmicos alteram as características da forma estrutural e comportamento mecânico do aço, mas sem denegrir a forma final do produto, visando um amolecimento ou endurecimento do metal e também re-mover tensões residuais.

Algumas características que podem ser alteradas do metal em seu estado normal sem tratamento é o aumento de tenacidade e resistência mecânica e isso será mostrado detalhada-mente em sequencia de acordo com os dados experimentais obtidos em laboratório.

2. EXPERIMENTAL

2.1. Processamentos térmicos Têmpera, Normalizado e Recozido.

As amostras de aço 1045 chamados corpos de prova, foram colocadas dentro de um for-no mufla FORNITEC a uma temperatura aproximada de 900ºC onde ficaram por cerca de 20 minutos. Após o tempo decorrido os corpos de prova foram resfriados cada um de um proces-samento diferente, como exemplificado nas figuras a seguir:

Figura 1: Modelo do forno. Figura 2: Resfriamento ao ar livre (Normalização).

Figura 3: Resfriamento lento dentro Figura 4: Resfriamento em água

do próprio forno (Recozimento). (Temperamento).

2.2. Ensaios Mecânicos

Após o processo de tratamento térmico ser completamente feito nas amostras, para fa-zermos uma analise profunda das propriedades mecânicas dos corpos de prova foram realiza-dos os ensaios de tração, dureza e impacto.

2.2.1. Ensaio de Tração

No ensaio de tração as amostras foram fixados em uma maquina de ensaio universal INSTRON, que funciona de forma a aplicar uma carga crescente até a fratura do corpo de prova, como indicado na norma ASTM E-8, a uma velocidade de 5 mm/min [2]. Antes deste procedimento foi retirada a medida das amostras, para posteriores comparações após o rom-pimento, nos possibilitando notar o aumento da peça e os efeitos de deformação plástica pre-sente.

Tabela 1: Dimensões iniciais dos corpos de prova antes do ensaio de tração

Amostra Comprimento Gauge (mm) Diâmetro (mm) Comprimento Total (mm)

Média Desvio Padrão Média Desvio Padrão Média Desvio Padrão

S/ tratamento 41,35 0,15 5,96 0,03 102,39 0,02

Recozimento 41,70 0,01 6,25 0,07 100,7 0,05

Têmpera 41,84 0,041 6,03 0,014 104,75 0,09

Normalização 41,77 0,31 6,30 0,00 102,79 0,17

No decorrer do ensaio foi percebido as fazes em que o corpo de prova não aparentava qualquer deformação, mesmo com a carga sendo aplicada (fase elástica); depois a fase plástica do corpo de prova se deformando conforme a tensão empregada era aumentada, levando até então a ruptura do corpo de prova.

2.2.2. Ensaio de Dureza

Nos procedimentos do ensaio de dureza, ocorre uma penetração no material feita pelo durômetro onde