1- Aços

1.1 – Diagrama de Equilíbrio Fe-C

Ver diagramas.

1.2 – Diagrama de Transformação Tempo Temperatura

(ver curvas)

1.2.1 – Aços Hipoeutetóide (livro 82)

1.2.2 – Aços Hipereutetóide (livro 83)

1.2.3 – Efeito da Seção das Peças (livro 88)

1- Aços

1.3 – Tratamentos Térmicos

1.3.1 – Recozimento

Objetivo: remover tensões devidas a tratamentos mecânicos, aumentar a dutilidade, regularizar a textura bruta de fusão e eliminar o efeito de outros tratamentos térmicos.

Temperatura hipoeutetóide – +/- 50 ºC acima de A3

hipereutetóide – acima de A1

Resfriamento lento

Estrutura hipoeutetóide – ferrita + perlita

eutetóide – perlita

hipereutetóide – perlita + cementita

Obs: o recozimento pode ser utilizado para alívio de tensões.

1- Aços

1.3 – Tratamentos Térmicos

1.3.2 – NormalizaçãoObjetivo: idem ao recozimento, porém com granulação mais fina

(melhores propriedades mecânicas).

Temperatura acima de A1

Resfriamento rápido (ao ar)Estrutura hipoeutetóide – ferrita + perlita

eutetóide – perlitahipereutetóide – perlita + cementita(mais fina e uniforme)

Obs: tratamento preliminar à têmpera e revenido, reduzindo a tendência ao empenamento (estrutura mais homogênea).

(ver tratamentos)

1- Aços

1.3 – Tratamentos Térmicos

1.3.3 – Têmpera e RevenidoObjetivo: obter estrutura martensítica.

Temperatura hipoeutetóide – +/- 50 ºC acima de A1

hipereutetóide – abaixo de Acm

Resfriamento muito rápido (óleo, água, etc)Estrutura martensita (livro 100)Obs: o revenido alivia o excesso de tensões internas oriundo da têmpera.

1.3.4 – CoalescimentoObjetivo: obter esferoidita, de baixa dureza, sendo útil para deformação a

frio e usinagem de aços com alto C.

Temperatura em torno de A1, por longo tempoEstrutura com grãos grandes

1- Aços

1.3 – Tratamentos Térmicos

1.3.5 – Têmpera Superficial

Objetivo: endurecimento superficial.

Estrutura martensita superficial (com dutilidade e tenacidade interna)

Obs: processo por chama ou por indução.

1.3.6 – Austêmpera

Objetivo: conversão de austenita em bainita.

Temperatura acima de A1 e patamar de 260 a 440 ºC

Resfriamento rápido até o patamar e seguido de ar tranquilo

Estrutura bainita

Obs: substitui a têmpera e revenido e evita empenamento.

1- Aços

1.3 – Tratamentos Térmicos

1.3.7 – Martêmpera

Objetivo: obtenção de estrutura martensítica menos tensionada e mais uniforme.

Temperatura acima de A1 e depois entre Mi e Mf

Resfriamento rápido e controlado entre Mi e Mf

Estrutura martensita

Obs: é seguido de revenido e evita empenamento das peças.

(livro 105)

1- Aços

1.3 – Tratamentos Térmicos

1.3.8 – Cementação

Objetivo: endurecimento por introdução de C na superfície.

Temperatura entre 900 e 950 ºC (para dissolver C na austenita)

Estrutura martensita superficial

Obs: é seguido de têmpera e a profundidade cementada é função da temperatura, do tempo e da concentração (livro 107).

1.3.9 – Nitretação

Objetivo: endurecimento por introdução de N (nitretos) na superfície.

Temperatura entre 500 e 600 ºC

Obs: menor empenamento (menor temperatura) e sem necessidade de tratamento térmico posterior. Aumenta a resistência à fadiga.

1- Aços

1.4 – Composição Química e Propriedades

Aços comuns: Fe + CSi (0,15-0,30%) + Mn (0,30-0,50%) desoxidantesP + S tolerados

Propriedades: composição química (definições)estrutura - f(composição, trat. mecânicos e térmicos)

Composição química hipoeutetóide, eutetóide ou hipereutetóide

Tratamento mecânico deformação a quente - elimina imperfeiçõesdeformação a frio - encruamento (livro 118)

Tratamento térmico temperatura e tempovelocidade de resfriamento (livro 120 e 121)

1- Aços1.5 – Efeito dos Elementos de Liga

- Alterar as propriedades mecânicas- Aumentar a usinabilidade- Aumentar a temperabilidade- Conferir dureza a quente- Aumentar a capacidade de corte- Conferir resistência ao desgaste- Conferir resistência à corrosão- Conferir resistência à oxidação- Modificar as características elétricas e magnéticas- Promover resistência à fadiga- Promover resistência a temperaturas mais elevadas

(livro 123)

1- Aços

1.6 – Tipos de Aço

- Aços para fundição- Aços estruturais- Aços para chapas- Aços para tubos- Aços para arames, fios e molas- Aços de fácil usinagem- Aços para cementação e nitretação- Aços para fins especiais

1- Aços

1.6.1 – Aços para Fundição

- Aplicações: máq. operatrizes, ind. ferroviária e naval, tratores, etc.

- Requisitos: homogeneidade (projeto para fundição)

granulação fina e regular (normalização)

isenção de tensões (alívio de tensões)

propriedades adequadas

- Classificação: baixo C < 0,20%

médio C 0,20 – 0,50%

alto C > 0,50%

liga baixo teor total de el. liga < 8%

liga alto teor total de el. liga > 8%

1- Aços

1.6.2 – Aços Estruturais

- Aplicações: constr. civil, equip. ferroviário, naval e rodoviário.

- Requisitos: baixo custo

resist. mecânica

deformabilidade

soldabilidade

boa relação resist. mecânica/peso

- Classificação: aços carbono (0,15 – 0,40% C)

aços alta resist. baixo teor de liga

1- Aços1.6.2 – Aços Estruturais

- Aços carbono - perfis (T, U, L, I, H), barras e tiras.

- Aços alta resist. baixo teor de liga - C < 0,25% Si < 0,90%

Mn < 1,75% Cu < 1,30%

Cr < 1,25% Ni < 2,00%

Mo < 0,25%

Aumento da resist. mecânica, à corrosão e à fadiga, com pouco prejuízo da soldabilidade e da deformabilidade.

Mn aumenta a resist. mecânica (até 1%)

Cu aumenta a resist. à corrosão atmosférica

Cr aumenta a resist, mecânica e a resist. ao desgaste (carbetos)

Ni aumenta a resist. mecânica e à corrosão

Mo aumenta a resist. mecânica a alta temperatura (livro 127)

1- Aços1.6.3 – Aços para Chapas

- Requisitos elevada deformabilidade

boa soldabilidade

superfície bem acabada

baixo custo

esp. (mm) larg. (mm)- Produtos folha < 0,30

tira 0,30 – 5,00 < 300

chapa fina 0,30 – 6,00 > 300

barra chata > 5,00 < 300

chapa grossa > 5,00 > 300

- Revestimento galvanizada - Zn

folha de flandres - Sn

1- Aços1.6.3 – Aços para Chapas

- Composição C 0,05 – 0,55% Mn 0,15 – 1,50

Si 0,30 – 0,50% P e S

- Propriedades σe 19 – 40 kg/mm²

σmáx 28 – 50 kg/mm²

along. 40 – 14%

1.6.4 – Aços para Tubos

- Ver aços para chapas- Processos – tarugos perfurados e chapas dobradas- Composição – C até 0,30% e Mn até 1,50%- Para temperaturas mais elevadas Cr e Mo

1- Aços1.6.5 – Aços para Arames, Fios e Molas

- Arames e fios: trefilados (encruados) e aplicações mais comuns (cercas e pregos)

- Molas alto escoamento em tração e torçãoresist. ao choqueresist. à fadiga

Composição: C (0,50 - 1,20%), Cr, V, Si, Mn.Tiras e fios recozidos conformadas e temperadas e revenidas.Aços SAE 1050, 1065, ... 1095, 6150, 9260.

6150 (Cr-V) 9260 (Si-Mn)σmáx 140-175 140-175σe 126-161 126-161 (kg/mm²)máxד 112-136 98-136eד 105-126 84-126

1- Aços

1.6.6 – Aços de Fácil Usinagem

- Baixa dureza e microestrutura que evite cavaco contínuo.- Aços SAE/ABNT série 1100 (alto S e Mn – sulfetos) e 11L00 (Pb)- Aço 1112 – padrão (S 0,16 – 0,23% e Mn 0,70 – 1,00%) (livro 138)

1.6.7 – Aços para Cementação

- Gradiente de difusão e elementos de liga permitem suporte da camada cementada.

- Aços carbono C 0,08 – 0,25% ABNT/SAE 1020

engrenagens, pinos, eixos de comando de válvula

- Aços liga C máx 0,23% SAE 3100, 4100, 5100, 6100

SAE 2300, 3300, 4300, 4800

aplicações mais severas

1- Aços

1.6.8 – Aços para Nitretação

- Possuem Al, Cr, Mo e Ni que forman nitretos e facilitam a difusão do N.- C 0,30 – 0,45% para bom suporte a fina e dura camada nitretada.- Não carece de trat. térmico posterior.

1.6.9 – Aços para Fins Especiais

- Resistentes ao desgaste: dureza, resist. mec., tenacidade e superf. lisa (C 1,00 – 1,40% e Mn 10 – 14%)

moinhos, mandíbulas e caçambas

- Aços C – Cr: esferas e roletes de mancaisSAE 50100 0,40 – 0,60% CrSAE 52100 1,30 – 1,60% Cr temperáveis em óleo

1- Aços1.6.9 – Aços para Fins Especiais

- Aços ultra-resistentes: σmáx > 200kg/mm²

O teor de C é relativamente baixo, porém, vários elementos de liga formam carbo-

netos e aumentam a temperabilidade do aço.

AISI ou SAE 4330 (σmáx = 154-168 kg/mm² - temperado e revenido)

AISI ou SAE 4340 (σmáx = 182-210 kg/mm² - temperado e revenido)

- Aços criogênicos: baixo C e alto Ni são indicados

com 9% Ni aplicável a cerca de -190 ºC

(livro 144)