Transformações de fase em aços [15] Diagrama de equilíbrio transformações Diagrama de equilíbrio transformações muito lentas divergências devido ao processamento industrial Reações / transformações em condições realísticas: resfriamento isotérmico (T-T-T) diagramas 1> resfriamento contínuo
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Transformações de fase em aços [15]
Diagrama de equilíbrio transformaçõesDiagrama de equilíbrio transformaçõesmuito lentas
divergênciasdevido ao
processamentoindustrial
Reações / transformações em condições realísticas:resfriamento isotérmico (T-T-T)
diagramas
1>resfriamento contínuo
Transformações de fase em aços
Diagrama temperatura-tempo-transformação (TTT):coleta de dados é feita em uma série de tratamentoscoleta de dados é feita em uma série de tratamentos
isotérmicos, visando identificar os tempos necessários parao início e o final de transformação por análise microestrutural.ç p
620°C
aço
A ponto A ponto BB
C
1080
DC
1D1h1m
2>ponto Dponto C
Transformações de fase em aços
Um outro microconstituinte dos aços: a BAINITAAspecto morfológico da bainita – formada em temperatu-Aspecto morfológico da bainita formada em temperaturas inferiores à perlita, constitui-se de finos agregados de placas ou agulhas de ferrita com partículas de Fe3C.p g p 3
ferrita supersaturada de carbono
difusão de carbono p/ γ edifusão de carbono para difusão de carbono p/ γ eprecipitação de cementita em α
difusão de carbono para a austenita adjacente
precipitação da cementita
3>bainita superior bainita inferior
(550 - 400°C) (400 - 250°C)
Transformações de fase em aços
E outro importante microconstituinte: a MARTENSITAAspecto morfológico da martensita – reação promovidaAspecto morfológico da martensita reação promovidapelo cisalhamento de planos atômicos em temperaturasonde a difusão é menor, constitui-se de finos placas de , pferrita supersaturada de carbono (tetragonal).
[001]γ [001]α[001]γ [001]αdistorção da redeCFC TCC
)pC(%045,01ac
⋅+=
[010]α
a
[100]α[100]γ
[010]γ resistência e fragilidade
4>
[100]γaγ = 3,64 Å aα = 2,86 Å elevadas
Transformações de fase em aços
Microestruturas típicas:
Bainita inferior vista no Martensita vista no20 μm
microscópio ótico, apósaquecimento a 1200°C eresfriamento da amostra
5>
amostra. resfriamento da amostraem água.
Transformações de fase em aços
Diagrama de resfriamento contínuo (CCT)coleta de dados é feita em uma série de amostrascoleta de dados é feita em uma série de amostras
submetidas a diferentes taxas de resfriamento, nas quais sãoidentificados o início e o final de transformação de fase.ç
• Fatores que afetam as curvasde resfriamento:
Composição químicaComposição química
Tamanho de grão austeníticoTamanho de grão austenítico
Homogeneidade da austenitaHomogeneidade da austenita
6>aço 4340 (Ni, Cr, Mo) TEMPERABILIDADE
Transformações de fase em aços
Efeito da composição química: exceto o cobalto, todos oselementos atrasam o início de transformação. A transformaçãoelementos atrasam o início de transformação. A transformaçãoeutetóide também é influenciada. O carbono abaixa Ms.
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Transformações de fase em aços
Efeito do tamanho de grão austenítico: a utilização de altas temperaturas de austenitização promove o crescimentoaltas temperaturas de austenitização promove o crescimentodo tamanho de grão, cuja tendência é retardar a transformação.
Grãos grosseiros possuem menor superfície de interface,f f
8>o que compromete a nucleação das fases a serem formadas.
Transformações de fase em aços
Efeito da homogeneidade da austenita:
verifica-se que quanto maior for a homogeneidade da austenitamaiores serão os tempos necessários para que se iniciem asp p qtransformações de fase. A presença de inclusões pode contri-buir para a nucleação da ferrita, assim como a segregação de p ç , g g çelementos de liga estabilizadores da ferrita (Ti, Sn, P, V, Nb...)podem induzir a uma aceleração da transformação de fase.
A homogeneização da austenita é muito importante para o sucesso de tratamentos térmicos como a têmpera dos aços.
9>
Transformações de fase em aços
Efeito do tamanho (espessura) da peça:
peças com grande diâmetropossuem maiores gradientesp gde temperatura, que podempromover a formação dep çdiferentes microestruturas.
Temperabilidade: propriedade do aço relacionada à forma-ção de martensita, responsável pelo endurecimento após a têmpera dos aços.
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Transformações de fase em aços
Ensaio de temperabilidade (Grossmann):
cilindros com diferentescilindros com diferentes diâmetros são temperados
e medidas de durezae ed das de du e ana direção radial são
realizadas
aço 1090
11>
Transformações de fase em aços
Ensaio de temperabilidade (Jominy):
cilindros padronizados (φ 1” x 4”)cilindros padronizados (φ 1 x 4 )são resfriados por uma das
extremidades e medidas de durezaextremidades e medidas de durezana direção axial são realizadas
12>
Transformações de fase em aços
Bibliografia:
Chiaverini, V. Aços e Ferros Fundidos. ABM, 5a. ed., São Paulo 1987 pp 41 74São Paulo, 1987, pp. 41-74.
Colpaert H Metalografia dos Produtos SiderúrgicosColpaert, H. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns. Ed. Edgard Blücher, São Paulo, 1974, pp. 229-237.
Van Vlack, L. H. Princípios de Ciência dos Materiais. Ed Edgard Blucher São Paulo 1970 pp 272-287Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 1970, pp. 272 287.
Reed-Hill, R. E. Princípios de Metalurgia Física. Ed.Reed Hill, R. E. Princípios de Metalurgia Física. Ed.Guanabara Dois, Rio de Janeiro, 1982, pp. 574-591.
Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Materiais de Construção Mecânica I.
13® 2009. Permitida a impressão e divulgação. http://www.dem.feis.unesp.br/maprotec/educacional.shtml/