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  • Microestrutura dos aços [5]

    Alotropia do ferro puro:

    1538°C

    1394°C

    912°C 770°C

    Temperatura ambiente

    Líquido

    Ferro δ (CCC)

    Ferro γ (CFC)

    Ferro α (CCC)

    Cúbico de corpo centrado

    Cúbico de face centrada

    ao = 3,64 Å

    ao = 2,93 Å (δ) ao = 2,86 Å (α)

    1>

  • Microestrutura dos aços

    Diagrama de equilíbrio Fe-C:

    Aços: C < 2,1%p Ferros Fundidos: C > 2,1%p

    Transformação de fase

    Propriedades mecânicas

    Principais fases:

    austenita (CFC) ferrita (CCC) cementita (ortorrômbica)

    2>

  • Microestrutura dos aços

    Reação eutetóide aço com 0,8%p de C γ ↔ α + Fe3C

    Cementita (Fe3C) formação favorecida pela menor solubilidade do carbono no Feα

    3>

    • Mecanismo de controle: difusão do carbono

  • Microestrutura dos aços

    Transformação de fase em aço eutetóide:

    austenita perlita (ferrita + cementita) 4>

  • Microestrutura dos aços

    Microestrutura do aço eutetóide:

    Colônias de perlita em aço

    5>

    Morfologia da perlita em aços

  • Microestrutura dos aços

    Transformação de fase em aço hipoeutetóide:

    austenita ferrita + perlita 6>

  • Microestrutura dos aços

    Microestrutura do aço hipoeutetóide:

    Colônias de perlita envolvidas por grãos de

    ferrita pró-eutetóide

    7>

  • Microestrutura dos aços

    Transformação de fase em aço hipereutetóide:

    austenita cementita + perlita 8>

  • Microestrutura dos aços

    Microestrutura do aço hipereutetóide:

    Colônias perlíticas envolvidas em

    filmes de cementita

    9>

  • Microestrutura dos aços

    Microestrutura ferritico-perlítica dos aços-carbono:

    C < 0,8%p → aço hipoeutetóide C = 0,8%p → aço eutetóide C > 0,8%p → aço hipereutetóide

    10>

    A ta

    qu e:

    n ita

    l2 %

  • Microestrutura dos aços

    Propriedades Mecânicas dos aços-carbono: C < 0,8%p → aço hipoeutetóide C = 0,8%p → aço eutetóide C > 0,8%p → aço hipereutetóide

    11>

  • Diagrama de equilíbrio transformações muito lentas

    divergências devido ao

    processamento industrial

    Reações / transformações em condições realísticas:

    Microestrutura dos aços

    12>

    resfriamento isotérmico (T-T-T) diagramas

    resfriamento contínuo

  • Diagrama de Resfriamento Contínuo (CCT): identifica as taxas de resfriamento necessárias para a transformação de fase fora das condições de equilíbrio termodinâmico.

    Microestrutura dos aços

    13>

    4130

  • Um outro microconstituinte dos aços: a BAINITA Aspecto morfológico da bainita – formada em temperatu- ras inferiores à perlita, constitui-se de finos agregados de placas ou agulhas de ferrita com partículas de Fe3C.

    Microestrutura dos aços

    14>

    ferrita supersaturada de carbono

    difusão de carbono p/ γ e precipitação de cementita em α

    difusão de carbono para a austenita adjacente

    precipitação da cementita

    bainita superior bainita inferior (550 - 400°C) (400 - 250°C)

  • CARBONETOS NA BAINITA (MET):

    Microestrutura dos aços

    14> A determinação exata do tipo de bainita é realizada por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e medidas de dureza.

    bainita superior (550 - 400°C)

    bainita inferior (400 - 250°C)

  • MORFOLOGIA TÍPICA DA BAINITA:

    Microestrutura dos aços

    16>

    A morfologia acicular da Bainita é facilmente confundida com a Martensita na observação por Microscopia Ótica

    Ataque: picral 4% + nital 2%

  • MARTENSITA: Aspecto morfológico da martensita – reação promovida pelo cisalhamento de planos atômicos em temperaturas onde a difusão é menor, constitui-se de finos placas de ferrita supersaturada de carbono (tetragonal).

    Microestrutura dos aços

    17>

    [100]α[100]γ

    [001]γ

    [010]γ

    [010]α

    [001]α

    aγ = 3,64 Å aα = 2,86 Å

    distorção da rede CFC TCC

    )pC(%045,01 a c

    ⋅+=

    resistência e fragilidade

    elevadas

  • MORFOLOGIA TÍPICA DA MARTENSITA:

    Microestrutura dos aços

    18>

    Morfologia de ripas (lath) da Martensita em aço de baixa liga temperado em água observada por Microscopia Ótica

    Ataque: nital 2%

  • Microestrutura dos aços

    Bibliografia:

    Chiaverini, V. Tratamentos Térmicos das Ligas Ferrosas. ABM, São Paulo, 1987.

    Colpaert, H. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns. Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 1974.

    ASM Handbook. Metallography and Microstructures. Volume 9, G. F. Vander Voort (ed.), 2004.

    ASM Handbook. Heat Treating, Volume 4, 1991.

    Van Vlack, L. H. Princípios de Ciência dos Materiais. Ed. Edgard Blucher, São Paulo, 1970.

    19 Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Lab. Materiais de Construção Mecânica I. ® 2015. Permitida a impressão e divulgação. http://www.feis.unesp.br/#!/departamentos/engenharia-mecanica/grupos/maprotec/educacional/