Relatório Tratamentos Térmicos

UNIVERSIDADE DE FORTALEZA – UNIFOR

 CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS

Israel B.

Disciplina: Materiais de Construção Mecânica II – Laboratório

Experimento: Tratamentos térmicos dos aços

Turma: 67

Horário: M6EF

Fortaleza, 2018

Resumo

Tratamento térmico é o conjunto de operações de aquecimento e resfriamento a que são submetidos os aços, sob condições controladas de temperatura, tempo, atmosfera e velocidade de esfriamento, com o objetivo de alterar suas propriedades ou conferir-lhes característicos determinados.

Nesse relatório, será apresentado todo o processo de tratamento térmico em três amostras, processo de recozimento, têmpera, normalização, e tudo ao que foi submetido à peça. Para que seja possível a visualização do que cada tratamento térmico ocasiona na amostra, em sua microestrutura e em suas propriedades mecânicas, será feito uma análise com a ajuda de um ensaio de dureza e um microscópio óptico.

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO E DESENVOLVIMENTO..................................................... 4

1.1 OBJETIVOS GERAIS.............................................................................. 5

1.1.1 Objetivos específicos........................................................................ 5

2. METODOLOGIA.....................................................................................  6

2.1 MÉTODOS ............................................................................................7

3 RESULTADOS.......................................................................................... 10

4 CONCLUSÕE........................................................................................... 14

5 BIBLIOGRAFIA.........................................................................................15

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1-Introdução e desenvolvimento

     Tratamento térmico é o conjunto de operações de aquecimento e resfriamento a que são submetidos os aços sob condições controladas de temperatura, tempo atmosfera e velocidade de esfriamento, com o objetivo de alterar suas propriedades ou conferir-lhes característicos determinados.

     Os principais objetivos dos tratamentos térmicos são: aumento ou diminuição da dureza, aumento da resistência mecânica, melhora da ductilidade, melhora da usinabilidade, melhora da resistência ao desgaste, melhora das propriedades de corte, melhora da resistência à corrosão, melhora da resistência ao calor, modificações das propriedades elétricas e magnéticas. A melhora de uma ou mais propriedades, mediante um determinado tratamento térmico, é conseguida com prejuízo de outras. Um exemplo disso é o aumento da ductilidade, que provoca simultaneamente queda nos valores de dureza e resistência a tração.

     Primeiramente é feita a seleção da barra de metal pelo seu percentual de carbono, no caso, um aço 1045, onde três amostras da mesma serão retiradas. Essas amostras são levadas ao forno a uma temperatura de 850ºC, pois quanto maior a temperatura, e mais acima da temperatura de austenitização, maior os contornos de grãos, o que significa menos contornos de grãos, dando mais tempo para transformar, já que com isto, a curva de transformações é deslocada para direita. Com as amostras no forno, cada uma passara por um procedimento diferente, por um recozimento pleno, normalização e têmpera, nas três, é preciso chegar à temperatura de austenitização, e o que difere cada procedimento desses, é o tipo de resfriamento, velocidade de resfriamento, e o tempo de permanência à temperatura de aquecimento.

Após o resfriamento, a amostra passa pelos procedimentos já vistos, de embutimento, lixamento, polimento e ataque químico para análise óptica da amostra metálica (micrografia). O corpo de prova então vai para a máquina de dureza Vickers, onde serão feitos três ensaios em cada peça, para então serem visualizadas suas estruturas no microscópio óptico, e ser feita sua micrografia, depreciando o tamanho dos grãos e sua microestrutura.

1. Objetivos gerais: Realizar nas amostras os procedimentos de tratamentos térmicos, que por sua vez, é usado para modificar as propriedades dos materiais.
2. Objetivos específicos: Identificar quais as fases presentes nesse material após o tratamento térmico, visualizar sua microestrutura, fazer ensaio de dureza e discutir suas propriedades físicas, químicas e mecânicas.

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2- Metodologia

2.1 Materiais:

Os materiais utilizados foram:

- Figura 01- Barra de aço 1045:

[pic 1]

- Polímero baquelite

- Nital (ácido nítrico e álcool)

- Álcool

- Pasta de diamante

2.2 Equipamentos:

Os equipamentos usados foram:

- Serra policorte

- figura 02- Forno para tratamento térmico:

[pic 2]

- Prensa de embutimento de aço inoxidável

- Lixadeira politriz

- Figura 03- máquina de dureza Vickers:

[pic 3]

- Figura 04- Microscópio óptico:

[pic 4]

2.3 Métodos:

• As amostras são colocadas no forno à uma temperatura de 850ºC, o tempo de permanência a essa temperatura varia de acordo com a espessura da amostra, 1 minuto para cada milímetro da amostra: Taq(min) = 1 * H(mm)
• A primeira amostra passou por um processo de recozimento pleno, que é realizado com o fim de alcançar um ou vários dos seguintes objetivos: remover tensões devido aos tratamentos mecânicos a frio ou a quente, diminuir a dureza para melhorar a usinabilidade do aço, alterar as propriedades mecânicas como a resistência, ductilidade e etc. No recozimento pleno, que consiste no aquecimento do aço acima da zona critica, durante o tempo necessário e suficiente para se ter total solução do carbono ou dos elementos de liga na austenita, seguido de um resfriamento muito lento, realizado ou mediante o controle da velocidade de resfriamento do forno ou desligando-se o mesmo e deixando que o aço resfrie ao mesmo tempo que ele. Tem como produto microestrutural a perlita grossa.
• - Figura 05- Recozimento do aço 1045

[pic 5]

• A segunda peça passou por um processo de normalização que consiste no aquecimento do aço a uma temperatura acima da zona crítica, seguido de resfriamento ao ar. A normalização visa refinar a granulação grosseira de peças de aço fundido, principalmente, frequentemente e com o mesmo objetivo, é aplicada em peças depois de laminadas ou forjadas. A normalização é ainda usada como tratamento preliminar à têmpera e ao revenido, justamente para produzir uma estrutura mais uniforme do que a obtida pela laminação, reduz a tendência ao empenamento, e facilita a solução de carbonetos e elementos de liga. Tem como produto microestrutural a perlita fina.
• - Figura 06- normalização do aço 1045

[pic 6]

• A terceira passou por um processo de Têmpera que consiste no resfriamento rápido do aço numa temperatura superior a sua temperatura crítica em água, com movimentos circulares. O objetivo principal da têmpera é a obtenção da estrutura martensítica, para que se deve, portanto, fazer com que a curva de resfriamento passe à esquerda do cotovelo curva C, evitando-se assim a transformação da austenita, como mostra na figura 07.
• - Figura 07- Têmpera do aço 1045

[pic 7]

• Após o resfriamento necessário, a amostra segue para o embutimento, lixamento, polimento, e ataque químico, para que possamos verificar suas estruturas e propriedades.
• Com a amostra embutida e pronta, partimos para o ensaio de dureza, onde a amostra é posicionada e é usada uma pirâmide de diamante com ângulo de diedro de 136º que é comprimida com uma força arbitrária, contra a superfície do material, com isso o ensaio é feito três vezes em cada uma das três amostras, e então as mesmas seguem para a micrografia.
• - figura 09- ensaio de dureza Vickers:

 [pic 8]

• No microscópio a amostra é posicionada, a lente de ampliação é definida, e a luz e o foco são ajustados corretamente até que esteja visualmente compreensível cada fase do material e possamos definir suas propriedades mecânicas e microestruturais.

3- Resultados

         Na peça que passou pelo processo de recozimento, conseguimos analisar suas propriedades mecânicas que coincidiram com o que aprendemos em sala de aula, sua microestrutura apresenta a formação de perlita grossa, como mostra na imagem 10 e 11 nos aumentos de 500x e 1000x.  Tem como propriedade mecânica uma boa ductilidade e baixa dureza.