TEMPERABILIDADE

TEMPERABILIDADE

1 INTRODUÇÃO

Este trabalho tem como objetivo abordar resumo bibliográfico sobre a temperabilidade e a influencia dos elementos de liga no aço e suas propriedades. Temperabilidade e dureza que se consegue em um aço são duas características que são confundidas facilmente. A dureza é a resistência, imposta pelo material, que se opõem a penetração deste – e, temperabilidade (capacidade de formar martensita ao resfriamento rápido) é determinada pela profundidade e distribuição da dureza no interior do material. Desta forma obtemos a intensidade de endurecimento. Esta grandeza expressa a possibilidade máxima de endurecimento e depende da quantidade de carbono, dos elementos de liga em solução sólida durante a austenitização, do tamanho de grão austenítico e da intensidade do resfriamento. Em geral, a melhora de uma ou mais propriedades, mediante um determinado tratamento térmico, é conseguida com prejuízo de outras. O aço sem adição de elementos de liga; tem aplicação limitada em determinadas situações de uso na engenharia.

OBJETIVO

O presente trabalho visa apresentar alguns aspectos sobre temperabilidade e elementos de ligas no aço. Demostrando aplicações úteis aos profissionais das áreas metal mecânica.

METODOLOGIA

A revisão das diversas literaturas permite a fundamentação teórica do assunto a ser abordado, servindo como base para o leitor se ambientar e entender melhor o desenvolvimento do assunto.

2 RESUMO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Tratamentos térmicos

Os materiais metálicos mais comumente submetidos a tratamentos térmicos são as ligas Fe-C, sobretudo os aços. Entretanto, muitas ligas e metais não ferrosos devem ser tratados termicamente, embora, viá de regra, os tratamentos térmicos sejam de natureza mais simples.

Os tratamentos comuns das ligas metálicas são os seguintes: recozimento, normalização, têmpera, revenido, tratamentos isotérmicos (nos aços), coalescimento, endurecimento por precipitação e tratamentos termoquímicos. [1]

Os principais objetivos do tratamento térmico são:

• Remoção de tensões internas

• Aumento ou diminuição da dureza

• Aumento da resistência mecânica

• Melhora da ductilidade

• Melhora da usinabílidade

• Melhora da resistência ao desgaste

• Melhora das propriedades de corte

• Melhora da resistência a corrosão

• Melhora da resistência ao calor

• Modificação das propriedades elétricas e magnética

A execução desses tratamentos requer o conhecimento dos diagramas de equilíbrios das ligas metálicas; e no caso particular dos aços, o estudo do efeito da velocidade de resfriamento sobre as transformações estruturais.

Uma peça de aço temperável que tenha sido austenitizada e temperada não deve ser colocada em uso, sem revenido. Dependendo das propriedades mecânicas finais desejadas, a faixa de revenido é usualmente de 800° F (425° C) a 1.250° F (689° C). Essa faixa dissipará tensões residuais. [2]

2.2 Temperabilidade

A temperabilidade é o termo indicativo da facilidade com que a martensita é obtida ao se temperar um aço. O termo penetração de dureza descreve a uniformidade da dureza. A dureza de um aço aumenta com o teor de carbono (até certo ponto), mas sua penetração de dureza ( dureza profunda) é aumentada por adição de elementos de liga, os quais são introduzidos a fim de diminuir a velocidade critica de resfriamento, isto é, a mais baixa velocidade de remoção de calor que produziria a martensita. [2]

A temperabilidade de um aço está diretamente relacionada com o seu teor de carbono, porcentagem de carbono alta dão ao aço-carbono maior temperabilidade, porem maior suscetibilidade à formação de trincas durante a têmpera. Os aços de alta resistência com elementos de liga podem conter teores de carbono mais baixos, de 0,25% a 0,65%C. Nesse intervalo, um aço sem elementos de liga seria suscetível ao aparecimento de trinca em seções grandes durante a têmpera. Assim a adição de elementos como cromo, níquel e molibdênio permite uma têmpera de um aço com menor teor de carbono e, portanto, sem o risco de trincas. O produto que se forma pela transformação de austenita em menor velocidade resulta numa estrutura melhor para as propriedades do aço. A diminuição da velocidade de transformação da austenita promove sua transformação em martensita e bainita com resfriamento mais lento, o seria impossível num aço-carbono, eliminando-se a formação de trincas internas que mais tarde resultaria em trincas externas. Os fatores que afetam a temperabilidade dos aços são: 1) tamanho de grão da austenita; 2) teor de carbono; 3) teor de elementos de ligas.Quanto maior for o grão da austenita, isto é, a área do contorno de grão por unidade de volume da austenita, maior será a densidade de lugares para a nucleação de produtos não desejáveis numa têmpera (bainita superior, perlita ou ferrita). Por conseguinte, quanto mais refinado o grão da austenita quando temperada e revinida, mais se obtém produto tenaz e resistente. O aumento de teor de carbono fez aumentar a temperabilidade dos aço ao carbono, atingindo-se um pico entre 0,7% e 0,8% C. A adição de elementos de ligas, como cromo, níquel, molibdênio e manganês, permite que o teor de carbono possa ser reduzido para se obter a mesma temperabilidade. Esses elementos devem ser escolhidos de modo a produzirem o máximo atraso no revenimento e um mínimo abaixamento de temperatura MS. Assim, o carbono deve ser o mais baixo possível; o silício e o cobalto são particularmente efetivos; e o molibdênio é o elemento preferido do grupo molibdênio, tungstênio e vanádio, pois ele é mais fácil de ficar em solução que o vanádio e mais barato queo tungstênio. Além disso, a formação da cementita é retartada pelos elementos de liga formadores de carbonetos. Uma vez formados esses carbonetos, eles são de dissolução mais difícil na austenita que na cementita (Fe3C). Os elementos níquel e manganês retardam a formação de perlita e introduzem a transformação bainíta.

2.3 Ensaio Jominy ou têmpera de extremidade

Um ensaio frequentemente