1ª LISTA DE EXERCÍCIOS PARA A TURMA DA MANHÃ

1 - Para cada tratamento térmico indicado abaixo, dê os objetivos, faça o ciclo

térmico, represente no TTT o resfriamento e diga qual a microestrutura obtida.

Tome como referência um aço Hipo Eutetóide.

Recozimento pleno

Este tratamento busca devolver ao material as propriedades

alteradas por um tratamento térmico ou mecânico anterior, e/ou homogeneizar

estruturas brutas por fusão. O aço é aquecido acima da zona crítica (linha A3)

durante o tempo necessário e suficiente para se ter solução do carbono ou dos

elementos de liga no ferro gama, seguindo de um resfriamento lento, realizado

ou mediante o controle da velocidade de resfriamento do forno ou desligando-

se o mesmo e deixando que o aço resfrie ao mesmo tempo que ele. Como

resultado deste tipo de resfriamento obtêm-se perlita grosseira (que é ideal

para uma boa usinabilidade) e ferrita.

Figura 1 Diagrama TTT para recozimento pleno.

Recozimento Isotérmico

O objetivo desse tratamento é utilizar para peças que necessitarem

ser usinadas com remoção de cavacos e que após serem usinadas necessitem

passar por um novo tratamento térmico final com distorções mínimas e sempre

repetitivas. O aço é aquecido acima da zona crítica (linha A3) seguido de um

resfriamento rápido. Os produtos resultantes desse tratamento térmico são

também perlita e ferrita, perlita e cementita ou só perlita. A estrutura final,

contudo, é mais uniforme que no caso do recozimento pleno.

Figura 2 Diagrama TTT para recozimento isotérmico.

Normalização

A normalização visa refinar a granulação grosseira de peças de aço

fundido principalmente; freqüentemente, e com o mesmo objetivo, a

normalização é aplicada em peças depois de laminadas ou forjadas. A

normalização é ainda usada como tratamento preliminar à têmpera e ao

revenido, justamente para produzir estrutura mais uniforme do que a obtida por

laminação. E ainda obter uma estrutura homogênea e refinada e melhorar a

resistência e a tenacidade do aço. O aço hipoeutetoide é aquecido acima da

zona crítica (linha A3), o resfriamento é realizado ao ar (calmo ou forçado). As

microestruturas obtidas para aços hipoeutetoides são a ferrita e a perlita fina.

Figura 3 Diagrama TTT para normalização.

2 - Seu objetivo é tratar termicamente duas peças de Aço Carbono Comum

uma com 0,4%C e a outra com 1,4%C, visando melhorar as suas

deformabilidade.

a) Explique com detalhes os procedimentos e justifique as temperaturas

utilizadas em cada caso;

Para ambos os aços pode-se fazer o tratamento de recozimento

pleno, pois este tem o objetivo de reduzir a dureza e aumentar a ductilidade e

usinabilidade do aço. A principal diferença do tratamento dos dois aços com

teores diferentes de carbono está na faixa de temperatura utilizada para cada

um.

Para o aço com 0,4% de carbono a temperatura deve ser elevada

até 50°C acima da zona critica (austenitização total), de 775°C a 865°C, a

formação de austenita em alta temperatura destrói todas as estruturas

existentes anteriormente ao aquecimento. No resfriamento formam-se a ferrita

e a perlita grossa que garantem o amolecimento do material.

Para o aço com 1,4%C o recozimento é feito em temperatura 50°C

acima do limite inferior da zona critica, de 725°C a 775°C. O aço é mantido na

temperatura por um tempo suficiente para que a estrutura se torne austenitíca

ou de austenita + cementita e em seguida é resfriado dentro do forno com uma

velocidade de aproximadamente 25°C/h até aproximadamente 50°C abaixo da

zona crítica. A partir desta temperatura o aço pode ser resfriado ao ar.

b) Qual a dureza e a resistência a tração da liga com 0,4%C depois de

tratada?

Dureza 149 HB.

Resistência a tração: 520 Mpa.

3 - Tecer comentários comparando os resultados estruturais obtidos com a

Martêmpera e com a Têmpera Convencional. Tome como referência um aço

Hipo Eutetóide.

Com a martêmpera obtêm-se uma estrutura menos desigual em

relação ao centro e a superfície da peça devido ao interrompimento do

resfriamento acima de MS, um resfriamento lento permite que a transformação

martensítica ocorra por igual em toda a peça. Com a têmpera convencional

durante a formação da martensita o interior e a superfície da peça por terem

temperaturas de resfriamento diferentes passam a possuir estruturas cristalinas

no decorrer do processo o que pode ocasionar tensões internas significativas.

O tratamento de austêmpera é um tratamento térmico usualmente

utilizado em substituição à têmpera quando se tem por objetivo melhorar as

propriedades mecânicas do aço, principalmente a ductilidade e a tenacidade,

diminuir a possibilidade de aparecimento de trincas e de empenamentos e

ainda melhorar a resistência ao desgaste e a possibilidade de fragilização para

determinadas faixas de temperatura. Assim podemos resumir as diferenças

fundamentais entre a austêmpera e a têmpera, a austêmpera propicia uma

maior tenacidade e uma maior ductilidade do que a têmpera e a martêmpera

para uma mesma dureza, além de diminuir o aparecimento de trincas e de

empenamento nas peças.

4 - Tecer comentários comparando os resultados estruturais obtidos com a

Austêmpera e com o Recozimento Isotérmico. Tome como referência um aço

Hipo Eutetóide.

A austêmpera baseia-se no conhecimento das curvas em C e

aproveita as transformações da austenita que podem ocorrer a temperatura

constante. Por esse motivo a austenita é considerada um tratamento isotérmico

assim como o recozimento isotérmico.

Na austêmpera, assim como na martêmpera o resfriamento é

interrompido logo acima de MS, porém a etapa isotérmica é estendida para que

haja transformação completa para bainita. Como essa microestrutura (α +

Fe3C) é mais estável do que a martensita, um resfriamento adicional não

produzirá martensita. Utiliza-se a austêmpera para peças que necessitam de

alta tenacidade Já o recozimento isotérmico é utilizado para peças que

necessitam ser usinadas com remoção de cavacos e que após a usinagem,

devam sofrer tratamentos térmicos finais com distorção dimensionadas

mínimas e sempre repetitivas para grandes series de produção.

5 - Utilizando o Diagrama TTT a seguir, indique o trajeto térmico para

resfriamentos Lentos [no forno desligado]; Moderados [ao ar tranqüilo] e

Rápido [em salmora]. Em cada caso identifique a estrutura obtida.

Resfriamento Lento (curva na cor preta): Perlita grosseira + cementita

Resfriamento Moderado (curava na cor laranja): Perlita fina + cementita

Resfriamento Rápido (curva vermelha): Martencita