Decomposição da Austenita

DECOMPOSIÇÃO

DA

AUSTENITA

Ademilson Mano da Silva RA: 119605

David Oliveira Moreira RA: 120119

Larissa Linares de Freitas RA: 121223

Santos, 22 de Outubro de 2015.

Sumário

1. OBJETIVO        3

2. RESUMO        4

3. INTRODUÇÃO TÉORICA        5

3.1 DECOMPOSIÇÃO DA AUSTENITA        6

3.2 MATERIAIS        

3.3 MODOS DE RESFRIAMENTO        18

3.4 PREPARAÇÃO DO CORPO DE PROVA        

3.5  TRATAMENTOS TÉRMICO        20

4. MATERIAIS E PROCESSOS        20

4.1 PROCEDIMENTOS        

5. RESULTADOS        

6. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS        

7. CONCLUSÃO        6

8. REFERÊNCIA BIBLIOGRAFICA        6

1. OBJETIVO

       Estudar os efeitos do “teor de carbono” e de “velocidade de resfriamento” da austenita sobre a dureza dos aços.

           Examinar e analisar a dureza de diferentes corpos de prova de aço de acordo com o seu teor de carbono e velocidade de resfriamento, desde a temperatura de austenitização até seu consequente resfriamento por diferentes meios (Salmoura, óleo, ar, forno e da forma como foi fornecido).

2. RESUMO

         

Por meio de três amostras de aços SAE 1020, 1045 e 1070, cada uma delas foi submetida a um tipo de tratamento térmico por amostra, dentre eles têmpera em óleo, têmpera em salmoura, normalização, recozimento, além dessas amostras usamos uma na condição de fornecimento.

O intuito deste experimento é realizar ensaios de dureza em cada uma das amostras, para realizar comparações entre os resultados obtidos e estudar como teor de carbono e a velocidade de resfriamento influenciam na dureza desses materiais.

3. INTRODUÇÃO TÉORICA

         Este experimento consiste em demonstrar o que acontece com as fases de transformações dos aços ao serem submetidos ao aquecimento e resfriado em diversos meios e velocidades.

          De uma forma geral, os tratamentos térmicos convencionais envolvem aquecimento e resfriamento e compreendem: Recozimento, Normalização, têmprera e Revenimento.

             Os tratamentos que envolvem alterações químicas da superfície da peça tratada são normalmente chamados tratamentos termoquímicos e serão discutidos em seção específica. Compreende princilpamente cementação ou                             (carbonetação), nitretação e carbonitretação e envolvem alterações nos teores dos elementos de carbono e nitrogênio, que sendo solutos intersticiais no ferro, tem mobilidade relativamente elevada.

Classicamente, as temperaturas de transformação de fases entre ferrita, austenita e cementita são consideradas “Temperatura críticas ’’ na discussão dos tratamentos térmicos. Como as transformações não ocorrem exatamente ás temperaturas de equilíbrio para indicar em que transformação se inicia no aquecimento ou no resfriamento, como mostra a figura abaixo.

[pic 1]

Figura 1- Linhas de equilíbrio bi- e trifásico no diagrama Fe-C e as linhas  de transformação no resfriamento (“r”) e no aquecimento (“c”).

3.1  Decomposição da Austenita

       O resfriamento lento de um aço a partir do campo austenítico resultará, à temperatura ambiente, em duas fases (ferrita e cementita) ou no micro constituinte perlita, dependendo do seu teor de carbono. Porém, se o resfriamento do aço a partir do campo austenítico for realizado fora das condições de equilíbrio (por exemplo, resfriamento brusco em água), aparecerão outras fases metaestáveis, como a martensita, a qual não é prevista pelo diagrama de fases Fe–Fe3C.

[pic 2]

Figura 2- Microestrutura formada durante o resfriamento lento de um aço hipoeutetóide.

        A transformação da austenita em outro constituinte pode ocorrer por difusão, cisalhamento ou uma mistura dos dois Mecanismos operantes na decomposição da austenita.

        O processo de difusão é lento, envolvendo a movimentação e rearranjo dos átomos para formar uma nova fase.

       

        O processo de cisalhamento é praticamente instantâneo, e envolve apenas a deformação da rede cristalina como mostra  a figura a seguir.

[pic 3]

Figura 3- Mecanismo de decomposição da austenita.

            O modo como se processa a decomposição da austenita nos tratamentos térmicos convencionais define, em grande parte o resultado obtido sob o aspecto micro estrutural. As transformações de fase que ocorrem na decomposição da austenita se passam por nucleação e crescimento.

         Os processos de nucleação e crescimento fundamental difusionais que controlam a formação da ferrita, cementita e perlita são extremamente importantes por dois aspectos:

• Em primeiro lugar, por definir a morfologia, tamanho e fração volumétrica destas fases, quando formadas. Definem, portanto, em grande parte, as propriedades físicas e mecânicas que resultam dos tratamentos em que estas fases são o produto final do tratamento.

• Em segundo lugar, quando estas transformações difusionais, que conduzem á formação das fases de equilíbrio, não ocorrem, abra-se a possibilidade de formação de fases não previstas pelo equilíbrio, formadas por mecanismo mais complexo do que simplesmente nucleação e crescimento difusionais. Estas fases são à base da obtenção das excepcionais propriedades dos aços empregados em construção mecânica.

3.1.1 Nucleação

        A nucleação é o aparecimento de um núcleo da nova fase no interior de uma fase prexistente, desempenha um papel importante na ocorrência das transformações de fase e na velocidade com as quais estas transformações se passam.

          Alguns exemplos comuns da importância da nucleação em transformações de fases são observados no dia-a-dia e são muitos instrutivos para a compreensão das transformações de fases em materiais, de forma geral em ligas ferrosas.

       “A experiência de que é possível “superesfriar” água (ou cerveja ou refrigerante)”.Abaixo da temperatura de solidificação, sem que a transformação de solidificação (líquido              sólido) ocorra, até que alguma instabilidade produza a nucleação do gelo, é conhecida. O reflexo deste conhecimento é que garrafas esquecidas no congelador e que estão, portanto a temperatura em que o liquido não é mais estável, são em geral manuseadas com cuidado, visando prevenir a transformação liquido sólidas.[pic 4]