Ensaio Jominy PDF

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUET

DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA

ENSAIO JOMINY

Ana Carolina Rosifini Alves Claro Giovana Bette Francisco

Joo Pedro Aquiles Carobolante Pedro Paulo Ortega

Vilmar Joo de Souza Jnior

Resumo: O ensaio Jominy muito utilizado para avaliar a temperabilidade do ao, ou seja, a capacidade que um ao tem de formar martensita. O teor de carbono e a adio de elementos de liga afetam diretamente a temperabilidade do ao. A temperabilidade do ao foi avaliada pelo valor da dureza HRA. O corpo de prova foi colocado no forno 850C durante 30 minutos. Aps esse tempo, o corpo de prova foi retirado rapidamente do forno e colocado em um dispositivo onde ocorreu o resfriamento do mesmo. Esse dispositivo de resfriamento propiciou que as diferentes regies do corpo de prova tenham tambm diferentes taxas de resfriamento. Aps o resfriamento do corpo de prova, este foi retificado e foram feitas medidas de dureza ao longo de seu comprimento. Concluiu-se que a dureza sempre maior junto base do corpo de prova, onde as taxas de resfriamento so mais elevadas. Se o ao apresentar dureza elevada, mesmo em taxas de resfriamento mais baixas, significa que o ao apresenta elevada temperabilidade. Palavras-chave: Jominy, Dureza, Temperabilidade, Ao 1. INTRODUO H muitos sculos atrs o homem descobriu que com aquecimento e resfriamento podia modificar as propriedades mecnicas de um ao, isto , torn-los mais duro, mais mole, mais malevel, etc. Mais tarde, descobriu tambm que a rapidez com que o ao era resfriado e a quantidade de carbono que possua influa decisivamente nessas modificaes. O processo de aquecer e resfriar um ao, visando modificar as sua propriedades, denomina-se tratamento trmico. A finalidade do tratamento trmico alterar as microestruturas e como conseqncia as propriedades mecnicas das ligas metlicas. Os seus principais objetivos so:

Remoo de tenses internas;

Aumento ou diminuio da dureza;

Aumento da resistncia mecnica;

Melhora da ductilidade;

Melhora da usinabilidade;

Melhora da resistncia ao desgaste;

Melhora da resistncia corroso;

Melhora da resistncia ao calor;

Melhora das propriedades eltricas e magnticas. Os principais fatores que influenciam o tratamento trmico so:

Temperatura;

Tempo;

Velocidade de resfriamento. A influncia da temperatura depende do tipo de material e da transformao de fase ou microestrutura desejada.



O tempo de tratamento trmico depende muito das dimenses da pea e da microestrutura desejada. Quanto maior o tempo maior a segurana da completa dissoluo das fases para posterior transformao e maior ser o tamanho de gro. A velocidade de resfriamento depende do tipo de material e da transformao de fase ou microestrutura desejada; ela considerada o fator mais importante, uma vez que responsvel por determinar a microestrutura, alm da composio qumica do material. Um tratamento trmico realizado em trs fases distintas: a primeira o aquecimento, a segunda manuteno da temperatura e por fim o resfriamento. Os principais meios de resfriamento utilizados so: ambiente do forno, ar, banho de sais ou metal fundido, leo e gua. O ensaio Jominy amplamente utilizado para avaliar a temperabilidade do ao. A temperabilidade a capacidade que um ao tem de formar martensita, uma fase dura e frgil. Quanto maior for a frao volumtrica de martensita, maior dureza o ao apresentar. Quanto maior o teor de carbono presente no ao, a sua temperabilidade tambm ser maior; a adio de elementos de liga tambm pode favorecer um aumento da temperabilidade do ao, acentuando o efeito do carbono. A temperabilidade de um ao pode ser avaliada pelo valor da dureza HRA ou pelo valor da dureza ao longo de uma dada distncia.

A norma ASTM A 255 descreve todo o procedimento para a realizao do ensaio Jominy. O corpo de prova colocado no forno uma temperatura em torno de 900 C por cerca de 30 minutos. Aps esse tempo, o corpo de prova retirado rapidamente do forno e colocado em um dispositivo onde ocorrer o resfriamento do mesmo. Esse dispositivo composto por um suporte para o corpo de prova na parte superior e por um sistema de resfriamento com gua na parte inferior. Esse dispositivo de resfriamento propicia que as diferentes regies do corpo de prova tenham tambm diferentes taxas de resfriamento.

A base do corpo de prova ser resfriada rapidamente pela gua o que no ocorre com o topo do mesmo. Aps o resfriamento do corpo de prova, este retificado e so feitas medidas de dureza ao longo de seu comprimento. A medida de dureza feita Rockwell A (HRA). A dureza sempre maior junto base do corpo de prova, onde as taxas de resfriamento so mais elevadas. Se o ao apresentar dureza elevada, mesmo em taxas de resfriamento mais baixas, significa que o ao apresenta elevada temperabilidade. Os resultados do ensaio permitem comparar a temperabilidade de diferentes aos e tambm servem como uma maneira de avaliar o ao recebido (controle de qualidade). A figura 1 mostra esquematicamente o dispositivo para produzir um corpo de prova de ensaio Jominy. As figuras 2 mostra, em sequncia, como o corpo de prova, que acabara de ser retirado do forno, foi colocado no dispositivo. A figura 3 ilustra o corpo de prova de ensaio Jominy e o que ocorre ao longo do mesmo.

Figura 1 Dispositivo para produzir um corpo de prova de ensaio Jominy.



Figura 2

Figura 3 Curva de resfriamento contnuo com diferentes taxas de resfriamento em um corpo de prova de ensaio Jominy.



2. OBJETIVOS Esse experimento teve como principal objetivo medir a dureza HRA em diferentes pontos de um corpo de prova de Jominy a fim de verificar onde o mesmo apresenta maior ou menor temperabilidade. 3. MATERIAIS E MTODOS 3.1. MATERIAIS

1 corpo de prova de ao 1045;

1 forno para tratamento trmico;

1 dispositivo Jominy (jato dgua); 1 durmetro.

3.2. MTODOS

Inicialmente foi necessrio ligar o forno e configur-lo para atingir 850C. Assim que a temperatura foi atingida, o corpo de prova foi colocado dentro do forno.

Aguardou-se at que o mesmo atingisse 850C novamente e ele foi deixado no forno em repouso durante 30 minutos.

O corpo de prova foi retirado do forno e foi colocado rapidamente no equipamento de Jominy. Aps o corpo de prova esfriar a temperatura ambiente, marcaram-se as distncias Jominy e

realizou-se o ensaio de dureza nas marcaes, anotando os respectivos valores. 4. RESULTADOS Os resultados obtidos no experimento esto apresentados na tabela 1.

Tabela 1

Distncia (pol.) HRA

topo 1 76

topo 2 81

topo 3 78

1\16 65

1\8 72

3\16 62

1\4 63

5\16 59

3\8 66

7\16 64

1\2 62

9\16 57

5\8 61

11\16 55

3\4 61

13\16 60

7\8 61

15\16 60



1 58

1 1\8 59

1 1\4 59

1 3\8 60

1 1\2 58

1 5\8 59

1 3\4 55

1 7\8 57

2 57

Grfico 1 Dureza X Distncia Jominy (Ao 1045) 5. CONCLUSO

Com o ensaio Jominy foi possvel observar que os pontos que resfriaram-se mais rpido

(base do corpo de prova) apresentaram uma dureza mais elevada, conforme o grfico 1. Pode-se fazer uma analogia do ensaio Jominy com outros processos de tratamento trmico

em que a regio externa esfria mais rpido que a interna e, consequentemente, h variao de dureza.

As amostras devem ser lixadas antes de realizar a medio de dureza para que a camada de carbono formada durante o tratamento no interfira na medio da dureza real.

6. BIBLIOGRAFIA Tratamentos Trmicos Mecnica. Apostila SENAI. SENAI - ES, 1997

CHIAVERINI, V. Acos e Ferros Fundidos. 4. ed. Sao Paulo: Associao Brasileira de Metais, 1977. CALLISTER, Willian D. Cincia e Engenharia de Materiais: uma introduo. Salt Lake City. Utah:Ltc, 1999.

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