UNIEST

ENGENHARIA ELÉTRICA/6º PERIODO

JHONES GARCIA

THIAGO COSTA

VINICIUS RONCETE

TRATAMENTO TERMICO EM FERRO E AÇO

CARIACICA

OUTUBRO/2015

JHONES GARCIA

THIAGO COSTA

VINICIUS RONCETE

TRATAMENTO TERMICO EM FERRO E AÇO

TIPOS DE TRATAMENTO TERMICO, TÊMPERA, REVENIMENTO E RECOZIMENTO.

Comportamento e caracteristicas dos metais (ferro e aço) apos alguns tipos de tratamentos termicos.

Prof. YULI ANDREA ÁLVAREZ PIZARRO

CARIACICA

OUTUBRO/2015

Sumário

INTRODUÇÃO A CIÊNCIAS SOCIAIS....................................................................................1

OBJETIVO DESTE TRABALHO..............................................................................................2

1. SOCIOLOGIA.......................................................................................................................3

1.1 CONCEITOS BÁSICOS.............................................................................................4

1.4 COMUNIDADE E SOCIEDADE......................................................................................5

1.5 ASSUNTO ABORDADO SOCIOLOGIA........................................................................5

A. RACISMO:.....................................................................................................................5

2 ECONOMIA..........................................................................................................................6

2.1 OBJETIVO DA ECONOMIA...........................................................................................7

3.2 ASSUNTO ABORDADO ECONOMIA...........................................................................7

A. POBRE OU RICO?........................................................................................................7

3 ANTROPOLOGIA..................................................................................................................8

3.1 OBJETIVO ANTROPOLOGIA.......................................................................................8

3.2 ASSUNTO ABORDADO ANTROPOLOGIA.............................................................9

A. FAMILIA:.......................................................................................................................9

B. CONCEITOS DE FORMAÇÃO FAMILIAR...................................................................9

C. IDEOLOGIA DE GÊNERO..........................................................................................10

4 CIÊNCIAS POLÍTICAS.......................................................................................................11

4.1 O QUE É POLÍTICA?..................................................................................................11

4.2 ASSUNTO ABORDADO POLÍTICA...........................................................................12

A. O QUE É ESQUERDA E DIREITA?............................................................................12

BIBLIOGRÁFIA......................................................................................................................13

TRATAMENTO TÉRMICO EM FERRO E AÇO

1. Introdução

Tratamento térmico é o conjunto de operações de aquecimento e resfriamento a que

são submetidos os aços, sob condições controladas de temperatura, tempo,

atmosfera e velocidade de resfriamento, com o objetivo de alterar as suas

propriedades ou conferir-lhes características determinados.

As propriedades dos aços dependem, em princípio, da sua estrutura. Os tratamentos

térmicos modificam, em maior ou menor escala, a estrutura dos aços , resultando,

em conseqüência na alteração mais ou menos pronunciada, de suas propriedades.

Cada uma das estruturas obtidas apresentam seus característicos próprios, que se

transferem ao aço, conforme a estrutura ou combinação de estrutura ou combinação

de estruturas presentes.

Os principais objetivos dos tratamentos térmicos são os seguintes :

• Remoção de tensões internas (oriundas de esfriamento desigual, trabalho

mecânico ou outra causa) ;

• Aumento ou diminuição da dureza;

• Aumento da resistência mecânica;

• Melhora da ductilidade;

• Melhora da usinabilidade ;

• Melhora da resistência ao desgaste;

• Melhora das propriedades de corte;

• melhora da resistência à corrosão;

• Melhora da resistência ao calor;

• Modificação das propriedades elétricas e magnéticas.

Os tratamentos térmicos são freqüentemente associados com o aumento da

resistência do material. Entretanto, podem ser utilizados para alterar características

de fabricabilidade, como usinabilidade, estampabilidade ou restauração de dutilidade

após intenso processo de conformação a frio.Pode-se dizer, então, que os

tratamentos térmicos são processos de fabricação que facilitam outros processos de

fabricação e aumentam o desempenho dos produtos através do aumento da

resistência mecânica ou de outras propriedades.O benefício trazido pelos

tratamentos térmicos aos aços é muito grande pois esses materiais respondem

muito bem aos diferentes ciclos de tratamento utilizados. Num mesmo aço,

dependendo do tratamento térmico, pode-se obter níveis de resistência mecânica,

dureza, dutilidade e tenacidade muito variadas, permitindo, por exemplo, amolecer o

material para usinagem e posteriormente endurecê-lo para se obter alta resistência.

Essa é uma das razões pelas quais a utilização comercial do aço é muito maior que

a de outros materiais.

Uma grande variedade de tratamentos térmicos e termoquímicos pode ser utilizada

em aços, podendo-se, grosso modo dividi-los em dois grupos:

1. Tratamentos de amolecimento

2. Tratamentos de endurecimento

2.1 Amolecimento

O amolecimento é feito para reduzir a dureza, remover tensões residuais, melhorar a

tenacidade ou quando se deseja refinar o grão do material. Em decorrência dos

processos de fabricação, por laminação a frio ou trefilação os aços endurecem

(encruamento) e é necessário restaurar sua dutilidade ou remover as tensões

residuais existentes. Em estruturas soldadas, freqüentemente é necessário fazer-se

um tratamento térmico de amolecimento pós-soldagem visando diminuir a dureza de

uma zona endurecida e fragilizada (denominada zona termicamente afetada) para

restaurar a tenacidade do material.

2.2 Endurecimento

O endurecimento dos aços é feito para aumentar a resistência mecânica e a

resistência ao desgaste. O termo “resistência mecânica” pode ser empregado para:

(a) resistência estática - capacidade de resistir a cargas de curta duração na

temperatura ambiente, (b) resistência à fadiga - capacidade de resistir a cargas

cíclicas ou flutuantes no tempo e (c) resistência à fluência - capacidade de resistir a

cargas em temperaturas capazes de produzir alteração progressiva das dimensões,

durante o período de aplicação da carga. A resistência ao desgaste resulta em

menor perda de massa dos componentes metálicos em serviço por atrito com outras

peças.

3. Fatores de Influência nos Tratamentos Térmicos

Antes de serem definidos e descritos os vários tratamentos térmicos, será feita uma

rápida recapitulação dos diversos fatores que devem ser levados em conta na sua

realização. Representando o tratamento térmico um ciclo tempo - temperatura, os

fatores a serem inicialmente considerados são: aquecimento, tempo de permanência

à temperatura e resfriamento. Além desses, outro de grande importância é a

atmosfera do recinto de aquecimento, visto que a sua qualidade tem grande

influência sobre os resultados finais dos tratamentos térmicos.

3.1 Aquecimento:

O caso mais freqüente de tratamento térmico do aço é alterar uma ou diversas de

suas propriedades mecânicas, mediante uma determinada modificação que se

processa na sua estrutura. Assim sendo, o aquecimento é geralmente realizado a

uma temperatura acima da crítica, porque então tem-se a completa austenização do

aço, ou seja total dissolução do carboneto de ferro gama: essa austenização é o

ponto de partida para as transformações posteriores desejadas, as quais se

processarão em função da velocidade de esfriamento adotada.Na fase de

aquecimento, dentro do processo de tratamento térmico, devem ser

apropriadamente consideradas a velocidade de aquecimento e a temperatura

máxima de aquecimento. A velocidade de aquecimento, embora na maioria dos

casos seja fator secundário, apresenta certa importância, principalmente

quando os aços estão em estado de tensão interna ou possuem tensões

residuais devidas a encruamento prévio ou ao estado inteiramente

martensítico porque, nessas condições, um aquecimento muito rápido pode

provocar empenamento ou mesmo aparecimento de fissuras.A temperatura de

aquecimento é mais ou menos um fator fixo, determinado pela natureza do

processo e dependendo, é evidente, das propriedades e das estruturas finais

desejadas, assim como da composição química do aço, principalmente do seu

teor de carbono.Quanto mais alta essa temperatura, acima da zona crítica, maior

segurança se tem da completa dissolução das fases no ferro gama; por outro

lado, maior será o tamanho de grão da austenita. As desvantagens de um

tamanho de grão excessivo são maiores que as desvantagens de não ser ter

total dissolução das fases no ferro gama, de modo que se deve procurar evitar

temperaturas muito acima de linha superior (A3) da zona crítica.

3.2 Resfriamento:

Este é o fator mais importante, pois é ele que determinará efetivamente a

estrutura e, em conseqüência, as propriedades finais dos aços. Como pela

variação da velocidade de resfriamento pode-se obter desde a perlita grosseira

de baixa resistência mecânica e baixa dureza até a martensita que é o

constituinte mais duro resultante dos tratamentos térmicos. Por outro lado, a

obtenção desses constituintes não é só função da velocidade de resfriamento,

dependendo também como se sabe, da composição do aço (teor em elemento

de liga, deslocando a posição das curvas em C), das dimensões (seção) das

peças, etc.Os meios de esfriamento usuais são: ambiente do forno, ar e meios

líquidos. O resfriamento mais brando é, evidentemente, o realizado no próprio

interior do forno e ele se torna mais severo às medida que se passa para o ar ou

para um meio líquido, onde a extrema agitação dá origem aos meios de

esfriamento mais drásticos ou violentos.Na escolha do meio de esfriamento, o

fator inicial a ser considerado é o tipo de estrutura final desejada a uma

determinada profundidade. Não só, entretanto. De fato, a seção e a forma da

peça influem consideravelmente na escolha daquele meio. Muitas vezes, por

exemplo, a seção da peça é tal que a alteração estrutural projetada não ocorre à

profundidade esperada.Algumas vezes a forma da peça é tal que um

resfriamento mais drástico, como em água, pode provocar conseqüências

inesperadas e resultados indesejáveis tais como empenamento e mesmo ruptura

da peça. Um meio de resfriamento menos drástico, como óleo, seria o indicado

sob o ponto de vista de empenamento ou ruptura, porque reduz o gradiente de

temperatura apreciavelmente durante o resfriamento, mas não podem satisfazer

sob o ponto de vista de profundidade de endurecimento. É preciso, então

conciliar as duas coisas: resfriar adequadamente para obtenção da estrutura e

das propriedades desejadas à profundidade prevista e, ao mesmo tempo, evitar

empenamento distorção ou mesmo ruptura da peça quando submetida ao

resfriamento .Tal condição se consegue com a escolha apropriada do aço.

3.3 Atmosfera do forno:

Nos tratamentos térmicos dos aços, deve-se evitar dois fenômenos muito comuns e

que podem causar sérios aborrecimentos: a oxidação que resulta na formação

indesejadas da “casca de óxido” e a descarbonetação que pode provocar a

formação de uma camada mais mole na superfície do metal. As reações de

oxidação mais comuns são:

2Fe + O2 = 2FeO, provocada pelo oxigênio

Fe + Co = FeO + Co, provocada pelo anídrico carbônico Fe + H2O = FeO + H2,

provocada pelo vapor de água.

Os agentes descarbonetantes usuais são os seguintes:

2C + O2 = 2CO C + CO2 = 2CO C + 2H2 = CH4

Tais fenômenos de oxidação e de descarbonetação, são evitados pelo uso de

uma atmosfera protetora ou controlada no interior do forno, a qual, ao prevenir a

formação da “casca de óxido” , torna desnecessário o emprego de métodos de

limpeza e, ao eliminar a descarbonetação, garante uma superfície

uniformemente dura e resistente ao desgaste.Escapa à finalidade desta obra

uma descrição completa dos vários tipos de atmosfera protetora usada nos

tratamentos térmicos do aço.Às vezes, para obter os mesmos resultados

proporcionados pelas atmosferas protetoras, usa-se como meio de aquecimento

banhos de sal fundido; o tratamento térmico dos aços rápidos constitui o

exemplo mais importante.Os tratamentos térmicos usuais dos aços são:

recozimento, normalização, têmpera, revenido, colascimento e os tratamentos

isotérmicos.

4. Estrutura Cristalina

Posições atômicas

Empacotamento cúbico de face centrada - CFC

célula unitária

célula unitária

cúbico de corpo centradocentros atômicas

Os metais são constituídos por um aglomerado compacto de átomos, arranjados

ordenadamente, denominado estrutura cristalina. Os átomos costumam ser

representados por esferas rígidas como se fossem bolas de bilhar. Embora esta

forma de representação é bastante simplificada, ela é adequada para explicar as

propriedades físicas e mecânicas dos metais.Os aços são ligas de ferro-carbono e

para entender como os átomos de ferro e carbono formam a estrutura cristalina é

preciso antes visualizar os aglomerados de átomos de ferro (raio atômico 140 pm) e

as formas cristalinas que esse elemento pode assumir. Em temperaturas elevadas o

aço apresenta uma estrutura, denominada cúbica de face centrada – CFC,

mostrada na parte superior da figura abaixo. É formada por 8 átomos de ferro,

situados nos vértices de uma célula unitária cúbica e por 6 átomos de ferro, situados

nas faces do cubo. Veja que somente 1/8 de cada átomo situado nos vértices do

cubo faz efetivamente parte da célula unitária. Da mesma forma, somente 1/2 de

cada átomo situado no centro das faces fica no interior da célula unitária. Em

temperaturas mais baixas os átomos de ferro se organizam de outra maneira

formando uma estrutura cúbica de corpo centrado - CCC, com 8 átomos nos vértices

da célula unitária cúbica e um único átomo no centro do cubo, como mostrado na

parte inferior da figura abaixo. célula unitária

A estrutura CFC – denominada austenita ou fase - é estável desde temperaturas

muito altas, logo após a solidificação do aço, passando pelas temperaturas de

laminação ou forjamento (1000 a 1200ºC), até a temperatura de 912ºC. A 912 ºC

ocorre a transformação do ferro CFC para a estrutura CCC – denominada ferrita ou

fase - estável até a temperatura ambiente.A austenita, nos aços de baixa liga, não é

uma fase estável na temperatura ambiente. Já a ferrita é estável e apresenta

propriedades mecânicas de dureza e resistência muito baixas. Em compensação é

uma fase que apresenta alta dutilidade e alta conformabilidade O carbono, por sua

vez é um átomo muito pequeno (raio atômico 70 pm), quando comparado com o

átomo de ferro, que ocupa as posições vazias existentes no reticulado cristalino do

ferro, chamadas posições intersticiais, como mostrado na Figura abaixo.

Célula unitária

(a) Empacotamento cúbico de face centrada - CCC

Posições atômicas

Quando o teor de carbono é mais alto o carbono se combina com o ferro formando

um fase cerâmica - carboneto de ferro Fe3C, denominada cementita. A estrutura

cristalina da cementita é complexa, com 16 átomos por célula unitária, 12 de ferro e

6 de carbono. É uma fase muito dura (1050 HV) e frágil e suas propriedades

mecânicas são parecidas com as do vidro.

TÊMPERA

O artefato temperado mais antigo, datado de 1.100 AC, foi encontrado em ruínas

arqueológicas, na ilha de Chipre. Entretanto, a têmpera do aço parece ter sido

desenvolvida mais amplamente pelos romanos, para endurecer e aumentar a

resistência ao desgaste de ferramentas. O processo foi descoberto casualmente. Os

ferreiros após martelarem suas ferramentas a quente esfriavam-nas em água para

que não ficassem quentes dentro da oficina. Após a têmpera a ferramenta se

tornava muito dura. Os povos antigos passaram a usar a têmpera para endurecer

armas brancas, tais como espadas, facas, sabres, etc.

1

Austenita (CFC)

Ferrita (CCC)

Mi

Martensita (TC)

A têmpera consiste em aquecer o aço até uma temperatura acima da zona crítica

(austenitização), mantê-lo nesta temperatura por um certo tempo e em seguida

resfria-lo bruscamente.

2

Abaixo de uma temperatura Mi de início de formação de martensita forma-se uma

estrutura muito dura e frágil denominada martensita, com reticulado TC - tetragonal

compacto.Somente na metade do século passado começou-se a entender porque o

aço endurece quando resfriado bruscamente. O reticulado TC é um reticulado CCC

distorcido devido ao excesso de carbono contido. A ferrita tem capacidade muito

pequena de dissolver carbono no reticulado. Já a austenita pode dissolver, em alta

temperatura, todo o carbono contido no aço. Durante o resfriamento, não há tempo

suficiente para a austenita se transformar novamente em ferrita ou cementita e o

carbono em excesso fica retido na estrutura martensítica promovendo forte distorção

e introduzindo tensões elevadas no reticulado. As tensões internas são tanto

maiores quanto maior o teor de carbono em excesso, sendo responsáveis pelo

aumento de dureza do aço.

A figura acima mostra a variação da dureza dos aços temperados com o teor de

carbono. Dependendo do teor de carbono do aço é possível obter durezas que vão

de 20 HRC até aproximadamente 67 HRC. Nos aços de muito alto teor de carbono

3

não se obtém durezas mais elevadas devido à retenção de austenita (nem toda

austenita se transforma para martensita).

Recozimento

É o tratamento térmico realizado com o fim de alcançar um ou vários dos seguintes

objetivos: remover tensões devidas aos tratamentos mecânicos a frio ou a quente,

diminuir a dureza para melhorar a usinabilidade do aço, alterar as propriedades

mecânicas como resistência, ductilidade, etc., modificar características elétricas e

magnéticas, ajustar o tamanho de grão, regularizar a textura bruta de fusão, remover

gases, produzir uma microestrutura definida, eliminar enfim os efeitos de quaisquer

tratamentos térmicos ou mecânicos a que o aço tenha sido anteriormente

submetido. Os processos de recozimento subdividem-se ainda em: processo de

recozimento total ou pleno, recozimento isotérmico ou cíclico, coalescimento ou

ainda recozimento para alívio de tensões.

O recozimento total ou pleno

Consiste em aquecer o aço acima da zona crítica, durante o tempo necessário e

suficiente para se ter solução do carbono ou dos elementos de liga no ferro gama,

seguido de um resfriamento muito lento, seja mediante o controle da velocidade de

resfriamento do forno ou desligando-se o mesmo e deixando que o aço resfrie ao

mesmo tempo que este. Nestas condições obtém-se perlita grosseira que é a

estrutura ideal para melhorar a usinabilidade dos aços de baixo e médio carbono.

Recozimento Isotérmico ou cíclico 

Consiste no aquecimento do aço nas mesmas condições que o recozimento total,

seguido de um resfriamento rápido até uma temperatura situada dentro da porção

superior do diagrama de transformação isotérmico, onde o material é mantido

durante o tempo necessário a se produzir a transformação completa. Em seguida, o

resfriamento até a temperatura ambiente pode ser com maior velocidade e a

estrutura final resultante é mais uniforme que no caso do recozimento pleno.

4

Coalescimento ou esferoidização é um processo de recozimento que visa à obter

uma forma globular ou esferoidal de carboneto no aço e com valores de dureza

muito baixos para utilização em peças que necessitam de deformação plástica.

Geralmente as peças são mantidas a uma temperatura ligeiramente acima da linha

inferior de transformação, seguidas de resfriamento lento ou aquecimento por tempo

prolongado a uma temperatura logo abaixo da linha inferior da zona critica ou

alternando as duas alternativas citadas anteriormente.

Recozimento para alívio de tensões: 

Consiste no aquecimento do aço à temperaturas abaixo do limite inferior da zona

crítica, e o objetivo é aliviar tensões originadas durante a solidificação ou produzidas

em operações de transformação mecânica a frio, como estampagem profunda, ou

ainda em operações de endireitamento, corte por chama, soldagem ou usinagem.

Recozimento em caixa

Que é o tratamento utilizado para a proteção de grandes massas ou grande número

de peças de aço, de modo a impedir que a superfície acabada das mesmas seja

afetada por oxidação ou outro efeito típico de tratamento térmico. As peças, tais

como tiras a chapas laminadas a frio, portanto no estado encruado, são colocadas

no interior do forno, em recipientes vedados. Geralmente faz-se aquecimento lento

atemperaturas abaixo da zona crítica, variando de 600ºC.

Fazes do recozimento

1ª Fase:

Aquecimento – A peça é aquecida a uma temperatura que varia de acordo com o

material a ser recozido. (Entre 500ºC e 900ºC).

5

A escolha da temperatura de recozimento é feita mediante consulta a uma tabela.

Exemplo de tabela:

2ª Fase:

Manutenção da temperatura – A peça deve permanecer aquecida por algum tempo

na temperatura recomendada para que as modificações atinjam toda a massa da

mesma.

3ª Fase:

Resfriamento – O resfriamento deve ser feito lentamente, tanto mais lento quanto

maior for a porcentagem de carbono do aço.

No resfriamento para recozimento adotam-se os seguintes processos:

1 - Exposição da peça aquecida ao ar livre. (Processo pouco usado).

2 - Colocação da peça em caixas contendo cal, cinza, areia ou

outros materiais.

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3 - Interrompendo-se o aquecimento, deixando a peça esfriar dentro do próprio

forno.

Nota – No recozimento do cobre e latão o resfriamento deve ser o mais rápido

possível.

Carbono : O carbono eleva os limites de resistência à tração, ao escoamento e também à dureza do aço, porém reduz a ductibilidade, e quanto mais carbono no material, mais difícil a usinagem, a soldagem e processos de forjamento. Associado a outros elementos de liga e ao tratamento térmico, é possível associar a resistência que o carbono confere sem perder muito a ductibilidade.

Fósforo : O fósforo aumenta a resistência à ferrugem. Misturado com o enxofre melhora a usinabilidade, porém altos teores deste elemento no aço são prejudiciais, pois causam uma certa fragilidade. Entretanto, em pequenas proporções melhora a resistência, o teor máximo está em torno de 1,5 %.

Níquel e Cromo : Melhoram a resistência à corrosão, ao calor, aos ácidos, sendo comum associar os dois materiais em uma mesma liga.

Manganês : Melhora a resistência ao choque e ao desgaste por atrito.

Tungstênio : Promove a dureza e resistência a altas temperaturas.

Silício : Promove a formação de grafite e atribui resistência aos ácidos, reduz a deformidade causada pelo frio, portanto em processos de estampagem as porcentagens devem ser muito bem controladas.

Molibdênio : Este elemento protege eficazmente o aço contra a fragilidade decorrente do revenimento, elevando a resistência do aço para altas temperaturas.

Vanádio : Melhora a resistência às altas temperaturas e a capacidade de ferramentas de corte resistirem ao superaquecimento durante os processos de usinagem.

Alumínio : Age como desoxidante.

Enxofre : Melhora a usinabilidade, porém reduz a resistência à fadiga.

BIBLIOGRÁFIA

Introducao-as-Ciencias-Sociais-Vol-1-Oscar-Soares-Barata

http://sofos.wikidot.com/ideologia-de-genero

http://www.significados.com.br/familia/

http://veja.abril.com.br/blog/felipe-moura-brasil/2014/10/03/esquerda-x-direita-entenda-de-uma-vez/

7

http://www.infoescola.com/sociologia/racismo/

http://www.cartacapital.com.br/revista/825/desiguais-ate-na-crise-6331.html

http://www.suapesquisa.com/religiaosociais/antropologia.htm

8