Download - AULA 10- Materiais Metalicos 2015.1
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Propriedades mecânicas dos Aços-C
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• <0,15% -aço extra-doce
• 0,15 – 0,30 – aço doce
• 0,30-0,40 – aço meio doce
• 0,40-0,60 – aço meio duro
• 0,60 – 0,70 - aço duro
• 0,70 – 1,20 – aço extra-duro
Classificação dos aços quanto ao teor de carbono
Propriedades mecânicas dos Aços-C
1.Densidade 7,8 g/cm3
2.Temperatura de fusão entre 1250 a 1450oC
ou
Aços Baixo Carbono com 0,10 a
0,25% C
Aços Médio Carbono com 0,25 a
0,55% C
Aços Elevado Carbono com 0,55 a
1,0% C
Caraterísticas do Carbono nos aços
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1.Aços com menos de 0,03% C formam pequenos nódulos de
perlita. Nesta quantidade elas têm pouco efeito na tenacidade;
2.A medida que %C cresce a quantidade de perlita aumenta
influindo no decréscimo de ductilidade e de tenacidade
3.O teor crescente de perlita endurece o aço e aumenta sua
resistência mecânica;
4.A má soldabilidade dos aços com alto %C é devido a formação de
carbonetos Fe3C e martensita, ambos frágeis, tendendo a formar
fissuras.
5.Modifica radicalmente a temperabilidade dos aços;
6.Modifica a usinabilidade devido a resistência a abrasão dos
carbonetos Fe3C.
Efeito do Carbono nos aços
Propriedades mecânicas dos Aços-C
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Limitações dos Aços Carbono
1. Não conseguem alcançar limite de resistência acima de 700 MPa sem perder tenacidade e ductilidade.
2. Pouca profundidade de têmpera.
3. Necessidade de velocidade muito alta de resfriamento para obtenção de martensita, gerando distorção da peça e formação de trincas.
4. Possuem baixa resistência ao impacto em baixa temperatura
5. Baixa resistência a corrosão.
6. Fácil oxidação em elevadas temperaturas.
Principais elementos adicionados aos Aços Carbono Ni, Cr, Mo, Mn, Si e V.
Propriedades mecânicas dos Aços-C
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Aço carbono é uma liga Fe+C, mas pode conter outros elementos
residuais do processo siderúrgico.
1.Até 1,65% de Mn;
2.Até 0,25% de Si;
3.Até 0,04% P;
4.Até 0,05% S;
1.São usados quando não existem requisitos de resistência mecânica
e resistência à corrosão muito severa.
2.Quando a temperatura de utilização não é elevada
3.Geralmente os aços ao carbono necessitam de um revestimento
(pintura, galvanização...)
Aplicações dos aços carbono
Propriedades mecânicas dos Aços-C
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Vantagens: • Custo relativamente baixo
• Pouca exigência de tratamentos térmicos
As propriedades são função da:
- Composição química: teor de C e outros elementos de liga (Cr, Ni,
Mo, W, Al, etc);
- Estrutura interna: tamanho de grão, tipo de reticulado, imperfeições
ou defeitos cristalinos (dependendo de algum tipo de tratamento
térmico ou não).
Propriedades mecânicas dos Aços-C
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Propriedades mecânicas dos Aços-C
Composição química: em condições de resfriamento
lento (transformação total da austenita), o elemento mais
importante é a quantidade de carbono.
Quanto maior quantidade de carbono:
1) Maior Lesc (Aumento da resistência mecânica);
2) Maior dureza;
3) Redução da ductilidade (menor alongamento e
estricção);
4) Redução da tenacidade (menor resistência ao choque).
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Propriedades mecânicas dos Aços-C
Microestrutura é afetada pela:
1) Composição (ferrita e perlita, somente perlita ou perlita
e cementita);
2) Estado ou condição do aço, se foi fundido, trabalhado a
quente (laminado ou forjado) ou a frio (encruado);
3) Tamanho do grão austenítico
4) Velocidade de resfriamento.
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Propriedades mecânicas dos Aços-C
Estado ou condição:
1) Fundido: granulação grosseira, tipo dendrítico
(resfriamento lento no molde);
2) Trabalhado a quente: realizado à temperatura no
estado austenítico, portanto tem-se homogeneidade da
estrutura, destruição da estrutura dendrítica,
recristalização.
3) Trabalho a frio (encruado): fios, fitas, chapas, etc.
Efeito: aumento resistência mecânica, aumento da
dureza, diminuição ductilidade (<alongamento e
estricção).
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austenita
Quando a temperatura é inferior a 300°C, a austenita
estável decresce,
praticamente dissolvida
novamente em austenita
instável e novamente
susceptível a transformação
martensítica.
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Quanto maior a quantidade de austenita no material, maior é o valor da tenacidade, desde que esta austenita seja estável. As amostras submetidas a resfriamentos mais lentos formam uma austenita mais instável que se transforma mais facilmente sob deformação do que a austenita obtida num resfriamento mais rápido. Desta forma, quando a austenita é estável, proveniente de resfriamentos rápidos, maior é a sua eficiência em conter as trincas que levam à ruptura.
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Austenita-martencita
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Austenita-martencita
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Em resfriamentos lentos, a austenita (Ferro gama) pode se transformar em:
• ferrita + perlita (ferrita +cementita)
• somente perlita
• perlita + cementita
• Ledeburita (glóbulos de perlita c/ fundo de cementita)
Isto ocorre se houver tempo suficiente para permitir o equilíbrio
Devido a isto os metais tem suas propriedades
• modificadas
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Resfriamento fora do equilíbrio
• Ocorrências de fases ou transformações em
temperaturas diferentes daquela prevista no
diagrama
• Existência a temperatura ambiente de fases
que não aparecem no diagrama
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Transformações de fase
COM DIFUSÃO
- Sem variação no número e composição de fases
Ex: solidificação metal puro e transformação alotrópica
- Com variação no número e composição de fases
Ex: Transformação eutética, eutetóide...
SEM DIFUSÃO
- Ocorre com formação de fase metaestável
Ex: transformação martensítica
A maioria das transformações de fase no estado sólido não ocorre
instantaneamente, ou seja, são dependentes do tempo