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Microestrutura dos aços [5]
Alotropia do ferro puro:
1538°C
1394°C
912°C770°C
Temperaturaambiente
Líquido
Ferro δ (CCC)
Ferro γ (CFC)
Ferro α (CCC)
Cúbico de corpo centrado
Cúbico de face centrada
ao = 3,64 Å
ao = 2,93 Å (δ)ao = 2,86 Å (α)
1>
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Microestrutura dos aços
Diagrama de equilíbrio Fe-C:
Aços: C < 2,1%pFerros Fundidos: C > 2,1%p
Transformação de fase
Propriedades mecânicas
Principais fases:
austenita (CFC)ferrita (CCC)cementita (ortorrômbica)
2>
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Microestrutura dos aços
Reação eutetóide aço com 0,8%p de Cγ ↔ α + Fe3C
Cementita (Fe3C) formação favorecida pela menorsolubilidade do carbono no Feα
3>
• Mecanismo de controle: difusão do carbono
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Microestrutura dos aços
Transformação de fase em aço eutetóide:
austenita perlita (ferrita + cementita)4>
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Microestrutura dos aços
Microestrutura do aço eutetóide:
Colônias de perlita em aço
5>
Morfologia daperlita em aços
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Microestrutura dos aços
Transformação de fase em aço hipoeutetóide:
austenita ferrita + perlita6>
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Microestrutura dos aços
Microestrutura do aço hipoeutetóide:
Colônias de perlitaenvolvidas por grãos de
ferrita pró-eutetóide
7>
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Microestrutura dos aços
Transformação de fase em aço hipereutetóide:
austenita cementita + perlita8>
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Microestrutura dos aços
Microestrutura do aço hipereutetóide:
Colônias perlíticasenvolvidas em
filmes de cementita
9>
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Microestrutura dos aços
Microestrutura ferritico-perlítica dos aços-carbono:
C < 0,8%p → aço hipoeutetóideC = 0,8%p → aço eutetóideC > 0,8%p → aço hipereutetóide
10>
Ata
que:
nita
l2%
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Microestrutura dos aços
Propriedades Mecânicas dos aços-carbono:C < 0,8%p → aço hipoeutetóideC = 0,8%p → aço eutetóideC > 0,8%p → aço hipereutetóide
11>
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Diagrama de equilíbrio transformaçõesmuito lentas
divergênciasdevido ao
processamentoindustrial
Reações / transformações em condições realísticas:
Microestrutura dos aços
12>
resfriamento isotérmico (T-T-T)diagramas
resfriamento contínuo
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Diagrama de Resfriamento Contínuo (CCT):identifica as taxas de resfriamento necessárias para a transformação de fasefora das condições de equilíbrio termodinâmico.
Microestrutura dos aços
13>
4130
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Um outro microconstituinte dos aços: a BAINITAAspecto morfológico da bainita – formada em temperatu-ras inferiores à perlita, constitui-se de finos agregados de placas ou agulhas de ferrita com partículas de Fe3C.
Microestrutura dos aços
14>
ferrita supersaturada de carbono
difusão de carbono p/ γ eprecipitação de cementita em α
difusão de carbono para a austenita adjacente
precipitação da cementita
bainita superior bainita inferior(550 - 400°C) (400 - 250°C)
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CARBONETOS NA BAINITA (MET):
Microestrutura dos aços
14>A determinação exata do tipo de bainita é realizada por microscopiaeletrônica de transmissão (MET) e medidas de dureza.
bainita superior(550 - 400°C)
bainita inferior(400 - 250°C)
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MORFOLOGIA TÍPICA DA BAINITA:
Microestrutura dos aços
16>
A morfologiaacicular daBainita éfacilmente confundidacom a Martensitana observaçãopor MicroscopiaÓtica
Ataque: picral 4% +nital 2%
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MARTENSITA:Aspecto morfológico da martensita – reação promovidapelo cisalhamento de planos atômicos em temperaturasonde a difusão é menor, constitui-se de finos placas de ferrita supersaturada de carbono (tetragonal).
Microestrutura dos aços
17>
[100]α[100]γ
[001]γ
[010]γ
[010]α
[001]α
aγ = 3,64 Å aα = 2,86 Å
distorção da redeCFC TCC
)pC(%045,01ac
⋅+=
resistência e fragilidade
elevadas
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MORFOLOGIA TÍPICA DA MARTENSITA:
Microestrutura dos aços
18>
Morfologiade ripas (lath)da Martensitaemaço de baixa liga temperadoem água observada porMicroscopiaÓtica
Ataque: nital 2%
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Microestrutura dos aços
Bibliografia:
Chiaverini, V. Tratamentos Térmicos das Ligas Ferrosas. ABM, São Paulo, 1987.
Colpaert, H. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns. Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 1974.
ASM Handbook. Metallography and Microstructures.Volume 9, G. F. Vander Voort (ed.), 2004.
ASM Handbook. Heat Treating, Volume 4, 1991.
Van Vlack, L. H. Princípios de Ciência dos Materiais. Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 1970.
19Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Lab. Materiais de Construção Mecânica I.® 2015. Permitida a impressão e divulgação. http://www.feis.unesp.br/#!/departamentos/engenharia-mecanica/grupos/maprotec/educacional/