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Prof.Dr. José Benedito Marcomini
TÊMPERA
SMM 0561– PROJETO E TRATAMENTOS
TÉRMICOS
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REFERÊNCIAS:• Aços e Ligas Especiais, André Luiz Vasconcelos da Costa e Silva e Paulo
Roberto Mei, Edgard Blücher-Villares Metals, segunda edição, 2006.
• Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais, William D. Callister Jr.,LTC, segunda edição,2006.
• Princípios de Metalurgia Física, Robert E. Reed-Hill, segunda edição,Guanabara Dois, 1982.
• Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns, Hubertus Colpaert, 4ª.Edição revisada e atualizada por André Luiz Vasconcelos da Costa e Silva,Editora Blücher – Villares Metals,2008.
• Aços, Microestrutura e Propriedades, R.W.K Honeycombe, FundaçãoCalouste Gulbenkian, 1982.
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TÊMPERA E REVENIMENTO
(C0sta e Silva & Mei)
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DIAGRAMA
Ferros fundidosAços
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TRATAMENTO TÉRMICOS
Como as transformações, em tratamentos térmicos não ocorrem em equilíbrio,as linhas sofrem deslocamentos quando do aquecimento (c: chauffage-francês) eno resfriamento (r: refroidisement).Tratamentos abaixo de A1 – subcríticos e entre A1 e A3 – intercríticos (nãoconvencionais)
(Colpaert)
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AUSTENITIZAÇÃO
AUSTENITA
NUCLEANDO
EM PONTO
TRÍPLICE
AÇO 1035-MEV
DURANTE
AQUECIMENTO
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EFEITO DO TEMPO E TEMPERATURA DE
AUSTENITIZAÇÃO NO TAMANHO DE GRÃO
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EFEITO DO TEMPO E TEMPERATURA DE
AUSTENITIZAÇÃO NO TAMANHO DE GRÃO
TEMPO DE “ENCHARQUE”: 1 HORA POR POLEGADA, ATÉ 2” E MAIS 15
MINUTOS A CADA POLEGADA EXCEDENTE;
PARA CHAPAS: 1,5 MINUTOS POR mm DE ESPESSURA.
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REVELAÇÃO DE TAMANHO DE GRÃO AUSTENÍTICO
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REVELAÇÃO DE TAMANHO DE GRÃO AUSTENÍTICO
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REVELAÇÃO DE TAMANHO DE GRÃO AUSTENÍTICO
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REVELAÇÃO DE TAMANHO DE GRÃO AUSTENÍTICO
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TEMPERATURAS DE AUSTENITIZAÇÃO
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CURVAS TTT,TRC E TRATAMENTO TÉRMICOS
CURVAS TTT e TRC DO AÇO ABNT 5240 (AFNOR 35 CD 4)
Curva TTT – Transformação isotérmica
Curva TRC – Transformaçãocom resfriamento contínuo
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TÊMPERA E REVENIMENTO
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FILME
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
• Transformação adifusional, composição química é a mesma daaustenita de origem;
• Atérmica- Fração de martensita só depende da temperatura atingida enão do tempo nesta temperatura;
• Osmond (1895): MARTENSITA - microestrutura de um aço temperado;
• Christian (1965): transformação militar pois ocorria de uma maneiraorganizada, diferente de uma transformação civil, desordenada;
• Clarence Zener (1946): “Kinetics of the decomposition of austenite”-primeiro modelo matemático da cinética de transformações de fases,incluindo a transformação martensítica;
• Definiu T0 – temperatura na qual a energia livre da martensita e daaustenita são iguais;
• Martensita: estrutura tetragonal de corpo centrada, deformada,saturada de carbono nos interstícios;
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
Ms: “start”Mf: “final”
Na verdade “M90”
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
FORÇA MOTRIZ(Fm):
• Enriquecimento de carbono na austenita;
• Criação de interface;
• Aumento de volume(~4%).
Fm=T0 - Ms
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
• “Zener Ordering”: átomosde carbono ocupam locaispreferenciais nos quaisexiste simetria, eminterstícios octaédricos;
• CFC: x,y e z do octaedrosão simétricos;
• CCC: z é achatado;• Transformação sem
difusão, o C não sai do eixoZ e acaba deformandomais este eixo:TETRAGONAL;
TETRAGONALIDADE DA MARTENSITA
(Honeycombe)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
TETRAGONALIDADE DA MARTENSITA
(Honeycombe)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
Duas células CFC (austenita) : equivalência com a tetragonal da martensita.
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
Wechsler, Lieberman e Reada) Uma distorção de Bain transformando a estrutura CFC em TCC com
todos os planos sendo deformados-compressão de c (z) e expansão doseixos a’;
b) Uma deformação por cisalhamento que mantém a estrutura do cristal(escorregamento ou maclagem);
c) As deformações anteriores ocorrendo simultaneamente dão origem aum plano distorcido, porém os planos não distorcidos da fase austenítica eda fase martensítica ainda apresentam orientações diferentes;
d) Uma rotação do reticulado que permite que os planos não distorcidosfiquem com a mesma orientação, permitindo a coerência entre matriz emartensita.
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(TESE DOUTORADO: KARL ZILNYK)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
(Honeycombe)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
MACLADA
ESCORREGADA
(Honeycombe)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
MARTENSITA MACLADA
MACLAS MECÂNICAS
(Bhadeshia)
httpwww.met.kth.seiafreeatlas3a-e.html
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
(Honeycombe)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
• Como ocorre por cisalhamento, as interfaces tem que termobilidade;
• Com aumento do teor de C: arraste das L.D. na interface, maisdifícil se mover, abaixa Ms e Mf.
(Reed-Hill)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
(Colpaert)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA• FORMA UM RELÊVO VISTO
MACROSCÓPICAMENTE
EM SUPERFÍCIE BEM
POLIDA;
• PLANO DE HÁBITO-
MARTENSITA;
• PLANO INVARIANTE NA
AUSTENITA;
• ESTES PLANOS SÃO
PARALELOS –RELAÇÃO
CRISTALOGRÁFICA –
KURDJUMOV-SACHS,
GRENINGER-TROIANO,
NISHIYAMA-WASSERMAN;
• ESTANHO-NAPOLEÃO;
(Colpaert)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
(Colpaert)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
RELAÇÃO DE ORIENTAÇÃO CRISTALOGRÁFICA
(Honeycombe)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
TAMANHO DE GRÃO AUSTENÍTICO PELO MÉTODO DE TÊMPERA
(Colpaert)
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(Colpaert)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
(Diego Rocha-D.M.)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
(Colpaert)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
“Midribs”- Micro-maclas: associadas
à “nucleação” da martensita.
MARTENSITA MACLADA
(Colpaert)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
(Colpaert)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
AUSTENITA RETIDA
MEDIDA:
• DIFRAÇÃO DE
RAIOS-X
• ULTRASSOM
• M.O.: ATAQUE
QUÍMICO
ESPECÍFICO
(Colpaert)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
AUSTENITA RETIDA
BRANCA
M.O.
(Colpaert)
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
DETECÇÃO DA NUCLEAÇÃO DA MARTENSITA:
• DILATAÇÃO;
• EMISSÃO ACÚSTICA;
• EMISSÃO MAGNÉTICA.
• LIGAS DE ALTO Ni – “OUVE-SE” RUIDO: “BURST”
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TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA
ALTA RESISTÊNCIA DA MARTENSITA:
• SOLUÇÃO SÓLIDA SUBSTITUCIONAL E INTERSTICIAL;
• ENCRUAMENTO DURANTE A TRANSFORMAÇÃO-LINHAS DE
DISCORDÂNCIA;
• MACLAS;
• TAMANHO DE GRÃO FINO – PACOTES DE MARTENSITA FINO;
• SEGREGAÇÃO DE ÁTOMOS DE CARBONO (CLUSTERS);
• PRECIPITAÇÃO DE CARBONETOS.
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TÊMPERA E REVENIMENTO
TÊMPERA MARTÊMPERA
(Colpaert)
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TÊMPERA E REVENIMENTO (Costa e Silva & Mei)
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TÊMPERA E REVENIMENTO
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MARTENSITA REVENIDA
MARTENSITA BRUTA
MARTENSITA REVENIDA
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TÊMPERA E REVENIMENTO
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TÊMPERA E REVENIMENTO
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TRATAMENTO SUBZERO
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1.138K(865ºC)
TRATAMENTO SUBZERO
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TÊMPERA E REVENIMENTO
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TÊMPERA E REVENIMENTO
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TÊMPERA E REVENIMENTO
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TÊMPERA POR INDUÇÃO
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TÊMPERA SUPERFICIAL
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TÊMPERA SUPERFICIAL
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FILME
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TRATAMENTOS TÉRMICOS AVANÇADOS
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TRATAMENTOS TÉRMICOS AVANÇADOS
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FIM