A Propriedade dos Materiais

Estrutura e Propriedades dos Materiais. [pic 1]

Trabalho 03 – Tratamentos Térmicos.  

Data: 30/04/2020                   

  Nome: BRUNA RENATA FIGUEIRÓ 

1) O que significa tratamento termoquímico? Que processo visto em aulas anteriores está associado a esse tipo de tratamento?

Resposta: Tratamentos termoquímicos são processos que visam a adição, por difusão, de carbono, nitrogênio ou boro na superfície do aço. Como a difusão desses elementos nos aços só é significativa em altas temperaturas (500 a 1000 C), o tratamento é denominado termoquímico. Seu objetivo principal é aumentar a dureza e a resistência ao desgaste da superfície, ao mesmo tempo em que o núcleo do material se mante dúctil. Os processos utilizados associados são: cementação, nitretação, cianetação, carbonitretação, boretação.

 2) Liste algumas peças mecânicas (pelo menos três) que necessitam de tratamento termoquímico para melhorar sua resistência ao desgaste.

Resposta: são inúmeras e infinitas as possibilidades, tudo dependera daquilo que se deseja realizar na peça e a sua aplicação no momento. Podemos citar como exemplo, cintos de segurança, peças de navio, carro, caminhão, trator, maquinas e equipamentos, instrumentos cirúrgicos, moldes e matrizes para diversas aplicações industriais, bicos injetores, stator space, válvulas, entre outros.

 3) O que são a ferrita, a cementita, a perlita, a martensita e a bainita? Quais as principais características (propriedades) mecânicas de cada uma?  

Resposta: Ferrita, Este constituinte está formado por uma solução sólida de inserção de carbono em ferro alfa. É o constituinte mais mole dos aços porém é o mais tenaz, e o mais maleável, sua resistência a tração é de 28 daN/mm2  e alongamento de 35%. Sua solubilidade máxima é de 0,008 %. Pode também manter em solução de substituição a outros elementos tais como Si, P, Ni, Cr, Cu, que aparecem nos aços, bem como impurezas como elementos de ligação. A ferrita apresenta-se nos aços como constituinte e misturada com a cementita para formar parte da perlita. Se o aço é muito pobre em carbono, sua estrutura está formada quase que totalmente por grãos de ferrita cujos limites podem ser revelados facilmente com o microscópio, depois de um ataque com ácido nítrico diluído. Os grãos são equiaxiais.  

Cementita: É o constituinte que aparece em fundições e aços. É o carboneto de ferro, de fórmula Fe3C. É muito frágil e duro, apresentando mais de 840 Vickers, e é muito resistente ao cisalhamento. Em baixas temperaturas é ferromagnético e perde esta propriedade a 212 ºC (ponto de Curie). O ponto de fundição acima de 1950 ºC, e é termodinamicamente instável a temperaturas inferiores a 1200 ºC. Martensina É uma solução sólida, intersticial, supersaturada de carbono em ferro alfa. É o constituinte estrutural da têmpera dos aços e sua microestrutura apresenta-se na forma de agulhas cruzadas. Os átomos de ferro estão como na ferrita, nos vértices. Os átomos de carbono estão nas faces e nas arestas, apresenta por isso uma rede distorcida. Esta distorção da rede é a responsável pela dureza da martensita. Apresenta uma rede tetragonal. Suas características mecânicas são resistência a tração entre 170 – 250 kg/mm2, dureza HRC entre 50 – 60, alongamento de 0,5 % e é magnética. Bainita: É o constituinte que se obtém na transformação isotérmica da austenita quando a temperatura do banho de resfriamento é de 250 a 500 °C. Apresenta 2 tipos de estrutura: a bainita superior de aspecto arborescente formada a 500 – 580 °C, composta por uma matriz ferrítica contendo carbonetos e a bainita inferior, formada a 250 – 400 °C, tem um aspecto similar a martensita e está constituída por agulhas alargadas de ferrita que contém placas finas de carboneto. A bainita tem dureza que vai de 40 a 60 HRc.

 4) Cite os objetivos principais dos tratamentos termoquímicos. Esses tratamentos alteram as propriedades do material da peça toda, ou existe objetivos finais distintos? Cite um processo de fabricação após o qual geralmente se aplica esse tipo de tratamento térmico.

Resposta: os principais objetivos dos tratamentos termoquímicos são o aumento da resistência mecânica, remoção de tensões internas, melhora da ductilidade, melhora da usinabilidade, melhora da resistência ao desgaste, melhora das propriedades de corte, melhoras da resistência a corrosão, melhora da resistência ao calor e modificação das propriedades elétricas e magnéticas. São vários os fatores que influenciam no tratamento termoquímico, como o tempo, aquecimento, esfriamento e permanência. A escolha do tratamento depende do objetivo final. Podemos citar como exemplo o recozimento que é o tratamento térmico que visa reduzir a dureza do aço, aumentar a usinabilidade, diminuir a resistência a tração, remover tensões de trabalho a frio ou a quente, atingindo a microestrutura ou as propriedades desejadas. Ainda sendo subdividido em três: recozimento total ou pleno, recozimento para alivio de tensões ou subcrítico e esforoidização.

 5) O que é o tratamento de cementação em aços? Quais são os tipos de tratamento, e qual o mais eficiente, e por quê? Qual tratamento térmico normalmente se segue à cementação.

A cementação é um tratamento termico em que se promove enriquecimento com carbono da superficie de um aço de baixo carbono. O objetivo é que a dureza após a têmpera e revenimento, esta camada apresente uma dureza mais elevada do que a do núcleo. O tratamento termico de cemetanção pode ser feito em cementação a gas , cementação liguida e outros. No caso da SeVla, o carbono vem do gás e é aplicado em peças que necessitam de dureza superficial, resistência à fadiga de contato e submetidas a cargas superficies elevadas.

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