Efeito dos elementos de liga nos açosPMT-3402 – Metalografia e Tratamentos Térmicos dos Metais

Efeito dos elementos de liga nas

transformações de fase no sistema

Fe-C

Os elementos de liga podem ser agrupados de acordo com seu efeito sobre a estabilização das fases CFC austenita () e CCC ferrita ().

Os elementos C, Mn, Ni e N são chamados de elementos austenitizantes, pois abrem ou ampliam o campo gama, aumentando o domínio de estabilidade da austenita.

Os elementos Cr, Si, Mo, Al, são chamados de elementos ferritizantes, pois fecham ou reduzem o campo gama, aumentando o domínio de estabilidade da ferrita.

Diagramas ternários e diagramas pseudo-binários

Distribuição dos elementos de liga em solução sólida na austenita

Hornbogen, Physical Metallurgy of Steels, in Cahn – Physical Metallurgy , 1965.

Distribuição dos elementos de liga entre os constituintes dos aços

Bain, E.C. – Alloying Element in Steels, 1939, https://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/2004/Bain.Alloying/ecbain.html

Tipos de carbonetos que se formam nas ligas de ferro

Tipos de carbonetos que se formam nas ligas de ferro

Classificação e estabilidade de carbonetos de acordo com a temperatura de fusão

Classificação e estabilidade de carbonetos de acordo com a estrutura

Distribuição dos elementos de liga em solução sólida na austenita

Efeito dos elementos de liga na dureza do ferro puro

Efeito do C e dos elementos de liga na dureza do ferro puro

Efeito do Mn no endurecimento da ferrita

Efeito do Mn no endurecimento do aço

Mecanismos de endurecimento e efeito sobre a temperatura de transição

Mecanismos de endurecimento operantes nos aços estruturais e efeito no limite de escoamento.

Contribuição referente a: (a) microestrutura (b) composição química (12).

Efeito de partículas de segunda fase sobre o refino de grão

L

+ Fe3C

760 815 870 925 980 1040 1095Taquecimento (°C)

Efeito de partículas de segunda fase sobre

o refino de grão

Precipitação de partículas de segunda fase coerentes na ferrita

Precipitação de partículas de

segunda fase coerentes na ferrita

Precipitação de partículas de segunda fase coerentes na ferrita

Efeito dos elementos de liga na temperatura e na composição eutetóide

Efeito dos elementos fortes formadores de carbonetos nas curvas TTT

Perlita

Bainita

Efeito dos elementos de liga na temperabilidade

C+Mn

Efeito dos elementos de liga na temperabilidade – Cr

Efeito dos elementos de liga na temperabilidade – Cr e Mo

Efeito dos elementos de liga na temperabilidade – Cr, Ni e Mo

Efeito dos elementos de liga na temperabilidade – Cr, Ni e Mo

Efeito do B na temperabilidade dos aços

O B é elemento de raio atômico muito pequeno (rB = 86 pm), menor que o dos átomos substitucionais (rFe = 126 pm) e maior que os dos átomos intersticiais (rC = 70 pm).

B segrega para os contornos de grão austeníticos (PAGB), diminui a energia dos contornos e dificulta a nucleação de ferrita, perlita e bainita.

Raabe, 2015

Efeito do B na temperabilidade dos aços

O B é elemento de raio atômico muito pequeno (rB = 86 pm), menor que o dos átomos substitucionais (rFe = 126 pm) e maior que os dos átomos intersticiais (rC = 70 pm).

B segrega para os contornos de grão austeníticos (PAGB), diminui a energia dos contornos e dificulta a nucleação de ferrita, perlita e bainita.

Efeito dos elementos de liga na temperabilidade dos aços

• Os elementos de liga C, Mo, Mn, Cr, Si e Ni têm efeito acentuado sobre a temperabilidade dos aços,

como se vê no gráfico abaixo, em que D é o aumento do diâmetro crítico temperável.

• O carbono é o elemento químico que tem o maior poder de aumentar a temperabilidade dos aços.

E é, também, o mais barato.

• Entretanto, o aumento do teor de carbono causa uma diminuição acentuada de tenacidade.

• O elemento de liga mais efetivo para aumentar a temperabilidade dos aços é o Mo que é muito

caro chegando a ser cotado a US$ 50,00 por quilo.

• O elemento químico, que apresenta a melhor relação custo/benefício no aumento da

temperabilidade dos aços é o Mn.

• O B é elemento de raio atômico muito pequeno (rB = 86 pm), menor que o dos átomos

substitucionais (rFe = 126 pm) e maior que os dos átomos intersticiais (rC = 70 pm).

Efeito dos elementos de liga no diâmetro temperável

Efeito dos elementos de liga no diâmetro temperável

Efeito dos elementos de liga em A3 e Ms

Efeito do Si na resistência ao revenido da martensita

EFEITO DOS ELEMENTOS

DE LIGA NO REVENIDO DA

MARTENSITA

Efeito do Ni na resistência ao revenido da martensita

Efeito do Cr na resistência ao revenido da martensita

Efeito do Mo na resistência ao revenido da martensita

Precipitação coerente de M2C

Efeito dos elementos de liga na resistência ao revenido da martensita

Efeito dos elementos de liga na resistência ao revenido da

martensita

Aços ferramenta

Evolução microestrutural durante processamento dos aços ferramenta

Recozimento de aços ferramenta

Efeito da temperatura e do tempo de austenitização na dureza de têmpera

Efeito da temperatura de austenitização no tamanho de grão após têmpera

Comportamento no revenido de aços ferramenta

Comportamento no revenido de aços ferramenta

Aços inoxidáveis

Corrosão e oxidação de aços inoxidáveis

Efeito do Cr e do C nos diagramas de fase de aços inoxidáveis

Efeito do Cr e do C nos diagramas

de fase de aços inoxidáveis

Efeito do Ni nos diagramas de fase de aços inoxidáveis

Diagrama de Schaeffler

Diagrama de Schaeffler

Microestrutura de aços ferríticos

Microestrutura de aços inoxidáveis martensíticos

Microestrutura dos aços inoxidáveis austeníticos

Aços inoxidáveis ferrítico-austeníticos (duplex)

Sensitização dos aços inoxidáveis austeníticos

Aço inoxidável austenítico sensitizado

Aço inoxidável austenítico sensitizado

Sensitização dos aços inoxidáveis austeníticos em região próxima ao cordão

de solda

Sensitização dos aços inoxidáveis austeníticos

Norma ASTM – 262 – Prática A

Ataque com ácido oxálico para classificação de estruturas de ataque de aços inoxidáveis austeníticos

Solda e zona afetada pelo calor

Figura 1 – (a) Corrosão nas regiões próximas dos cordões de solda, (b) detalhe da corrosão.

Sensitização dos aços inoxidáveis austeníticos

Efeito dos elementos de liga na resistência mecânica dos aços inoxidáveis

austeníticos

Efeito dos elementos de liga na resistência mecânica dos aços inoxidáveis

austeníticos

Efeito dos elementos de liga na

resistência mecânica dos aços

inoxidáveis austeníticos