Relatório técnico- Ensaio De Dureza

Relatório técnico- Ensaio de Dureza

Objetivos do Tratamento Térmico dos Aços

Tratamento Térmico é um ciclo de aquecimento e resfriamento realizado nos metais com o objetivo de alterar as suas propriedades físicas e mecânicas, sem mudar a forma do produto. O tratamento térmico às vezes acontece inadvertidamente, como “efeito colateral” de um processo de fabricação que cause aquecimento ou resfriamento no metal, como nos casos de soldagem e de forjamento.

O tratamento térmico é normalmente associado com o aumento da resistência do material, mas também pode ser usado para melhorar a usinabilidade, a conformabilidade e restaurar a ductilidade depois de uma operação a frio. Logo, o tratamento térmico é uma operação que pode auxiliar outros processos de manufatura e/ou melhorar o desempenho de produtos, aumentando sua resistência ou alterando outras características desejáveis. Os aços são especialmente adequados para o tratamento térmico, uma vez que:

•respondem satisfatoriamente aos tratamentos, em termos das características desejadas,

•seu uso comercial supera o de todos os demais materiais.

Os aços são tratados para uma das finalidades abaixo:

Amolecimento - (softening) O amolecimento é feito para redução da dureza, remoção de tensões residuais, melhoria da tenacidade, restauração da ductilidade, redução do tamanho do grão ou alteração das propriedades eletromagnéticas do aço.

Restaurar a ductilidade ou remover as tensões residuais é uma operação necessária quando uma grande quantidade de trabalho a frio tenha sido executada (como laminação a frio ou trefilação). As principais formas de amolecimento do aço são: recozimento de recristalização, recozimento pleno, recozimento de esferoidização e normalização. Endurecimento – (hardening) O endurecimento dos aços é feito para aumentar a resistência mecânica, a resistência ao desgaste e a resistência à fadiga. O endurecimento é fortemente dependente do teor de carbono do aço. A presença de elementos de liga possibilita o endurecimento de peças de grandes dimensões, o que não seria possível quando do uso de aços comuns ao carbono. Os tratamentos de endurecimento são: têmpera, austêmpera, e martêmpera.

Para aumentar a resistência ao desgaste é suficiente a realização de um endurecimento superficial (que também leva ao aumento da resistência a fadiga). Pode-se assim proceder a uma têmpera superficial ou a um tratamento termoquímico, que consiste na alteração da composição química da superfície pela difusão de elementos como carbono, nitrogênio e boro. Modificação das Propriedades do Material O tratamento térmico, a rigor, é usado para modificar as propriedades dos materiais. Estes processos modificam o comportamento dos aços de um modo benéfico, de forma a maximizar a vida útil das partes.

Desenvolvimento teórico

Os tratamentos térmicos modificam, em maior ou menor escala, a estrutura dos aços, resultando, em consequência na alteração mais ou menos pronunciada, de suas propriedades. Cada uma das estruturas obtidas apresenta suas características próprias, que se transferem ao aço, conforme a estrutura ou combinação de estrutura ou combinação de estruturas presentes. Pelo exposto, pode-se perfeitamente avaliar a importância dos tratamentos térmicos, sobretudo nos aços de alto carbono e nos que apresentam também elementos de liga.

De fato, se geralmente muitos aços de baixo e médio carbono são usados nas condições típicas do trabalho a quente, isto é, nos estados forjados e laminado, quase todos os aços de alto carbono ou com elementos de liga, são obrigatoriamente submetidos a tratamentos térmicos antes de serem colocados em serviço.

A simples enumeração dos objetivos acima evidencia claramente a importância e a necessidade do tratamento térmico no aço. Em geral, a melhora de uma ou mais propriedades, mediante um determinado tratamento térmico, é conseguida com prejuízo de outras.

Por exemplo, o aumento da ductilidade provoca simultaneamente queda nos valores de dureza e resistência à tração. É necessário, pois, que o tratamento térmico seja escolhido e aplicado criteriosamente, para que os inconvenientes apontados sejam reduzidos ao mínimo. Não se verifica, pela simples aplicação de um tratamento térmico, qualquer alteração da composição química do aço.

Fatores que influenciam nos tratamentos térmicos

Antes de serem definidos os vários tratamentos térmicos, será feito um rápido comentário sobre os diversos fatores que devem ser levados em conta na sua realização. Representando o tratamento térmico um ciclo tempo - temperatura, os fatores a serem inicialmente considerados são: aquecimento, tempo de permanência à temperatura e resfriamento. Além desses, outro de grande importância é a atmosfera do recinto de aquecimento, visto que a sua qualidade tem grande influência sobre os resultados finais dos tratamentos térmicos.

Aquecimento

O caso mais frequente de tratamento térmico do aço é alterar uma ou diversas de suas propriedades mecânicas, mediante uma determinada modificação que se processa na sua estrutura. Assim sendo, o aquecimento é geralmente realizado a uma temperatura acima da crítica, porque então se tem a completa austenização do aço, ou seja, total dissolução do carboneto de ferro gama: essa austenização é o ponto de partida para as transformações posteriores desejadas, as quais se processarão em função da velocidade de esfriamento adotada.

Tempo de permanência à temperatura de aquecimento

A influência do tempo de permanência do aço à temperatura escolhida de aquecimento é mais ou menos idêntica à da máxima temperatura de aquecimento, isto é, quanto mais longo o tempo à temperatura considerada de austenização, tanto mais completa a dissolução do carboneto de ferro ou outras fases presentes (elemento de liga) no ferro gama, entretanto maior o tamanho de grão resultante.

Resfriamento

Este é o fator mais importante, pois é ele que determinará efetivamente a estrutura e, em consequência, as propriedades finais dos aços. Como pela variação da velocidade de resfriamento pode-se obter desde a perlita grosseira de baixa resistência mecânica e baixa dureza até a martensita que é o constituinte mais duro resultante dos tratamentos térmicos. Na escolha do meio de esfriamento,

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