Tratamentos Térmicos e Tratamentos Superficiais: Conteúdo do Curso

Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Tratamentos Térmicos e Tratamentos Superficiais Prof Msc Marcelino Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Introdução Conteúdo Global do curso 1 Introdução Geral Principals assuntos teóricos e práticos que serão abordados ao longo do curso 2 Introdução Alotropia do Aço 3 Introdução Principais constituintes do aço e suas estruturas aco Martensita Bainita Ferrita Perlita Cementita Ledeburita e Grafite 4 Gráfico FerroCarbono 5 Efeito da velocidade de esfriamento e Gráficos TTT Transformação Tempo e Temperatura 6 Fatores que impactam as Transformações térmicas 7 Principais tratamentos térmicos recozimento normalização tempera revenido e coalescimento 8 Tratamento Térmico superficial e Tratamento Termoquímico 9 Tratamentos térmicos na prática 10 Classificação dos aços e efeito dos elementos de liga 11 Ferros Fundidos 12 Aços para ferramentas e matrizes 13 Aplicações gerais e seleção de aços Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Introdução 1 O aço é um dos produtos de maior importância no mercado 2 O Brasil possui possui muito minério de ferro matériaprima para o aço mas não é especialista em seu beneficiamento 3 Quanto maior o teor de carbono adicionado à princípio maior a dureza do aço e também as propriedades mecânicas como limite de resistência a tração dureza Brinel limite de escoamento e etc 4 O ferro puro fundese à 1538 C muito embora saibase de componentes residuais como 1 Fósforo 2 Enxofre 3 Silício 4 Manganês Possam alterar não só as temperaturas de referência para os tratamentos térmicos como todas as outras propriedades do aço desta forma a presença destes componentes quase sempre são indesejáveis Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 5 O resfriamento é um dos vários fatores que influenciam a qualidade dos tratamentos térmicos desta forma escolher e utilizar o correto processo de resfriamento para obtenção da estrutura desejada é fundamental Resfriamentos mais comuns a Água b Óleo c Ar d Nitrogênio SubZero 6 Os tratamentos térmicos são processos de transformação que visão a obtenção de características específicas dos materiais para aplicações também específicas 7 Os tratamentos térmicos mais comuns são a Recozimento b Normalização c Tempera d Revenimento e Coalescimento Introdução Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 8 Os objetivos básicos dos tratamentos térmicos são a Remoção de tensões nas microestruturas dos materiais tratados b Aumento ou diminuição de dureza c Aumento de resistência mecânica d Melhorar a ductibilidade Deformação antes de se romper e Melhorar a usinabilidade f Melhor a resistência ao desgaste g Melhorar propriedades de corte h Melhorar a resistência à corrosão i Melhorar a resistência ao calor j Modificar as propriedades elétricas e magnéticas Introdução Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Alotropia Fonte Chiaverini 2005 1 A princípio todos os fenomenos físicosquímicos que ocorrem no resfriamento também ocorrem no aquecimento e viceversa 2 As principais fases Alotrópicas arranjos atomicos são alfa reticulado cúbico centrado gama reticulado de face centrada e delta reticulado cúbico centrado 3 Delta 1538 C até 1394 C Gama 1394 C até 912 C e Alfa abaixo de 912 C 4 Ponto Curie Ferromagnético 770 C Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Estruturas Cristalinas 1 Cúbico 2 Hexagonal 3 Tetragonal 4 Romboédrico 5 Ortorômbico 6 Monoclínico 7 Triclínico Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Ferrita Perlita e Cementita 1 Ferro comercialmente Puro Ferrita 2 Aço Hipoeutetóide Até 077 de C Ferrita e Perlita 3 Aços Eutetóides 077 de C Perlita 4 Aços Hipereutetóides 077 C à 211C Perlita Cementita Ferrita Dureza Baixa Pouca resistência ao desgaste Ferrita Perlita Dureza Média Perlita Dureza MédiaAlta Perlita Cementita Dureza Alta Cementita Dureza Altíssima Muito quebradiço Muita resistência ao desgaste C C Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Diagrama de equilíbrio FeC Fonte httpsnewabbcomproductsrobotics Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Diagrama de equilíbrio FeC Gráfico FerroCarbono Fonte httpsnewabbcomproductsrobotics Principais temas a respeito de Diagrama de equilíbrio FeC a O Carbono é o principal elemento sua quantidade determina de forma importante as propriedades do aço com tratamento térmico ou sem tratamento b O gráfico apresentado acima vai até 67 de Carbono c São considerados elementos residuais afetam negativamente as propriedades dos aços os elementos a Fósforo b Enxofre c Silício d Manganês d O ferro puro fundese à 1538C e A solubilidade máxima capacidade de dissolver o carbono ocorre à 1148C e com quantidade de C de 211 f Existem 3 fases alotrópicas alfa Reticulado cúbico de corpo centrado CCC gama Reticulado cúbico de face centrada CFC e delta Reticulado cúbico de corpo centrado CCC Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Diagrama de equilíbrio FeC Gráfico FerroCarbono Fonte httpsnewabbcomproductsrobotics Principais temas a respeito de Diagrama de equilíbrio FeC f Os aços com 077 de carbono são chamados de aços Eutetóides Os aços abaixo de 077 de carbono são chamados de hipoeutetóides e acima de 077 de carbono até 211 de carbono são chamados hipereutetóides g Austenita Solução sólida em ferro gama h As propriedades mecânicas dos aços são alteradas significativamente a medida que seu teor de carbono aumenta ou diminui i Os elementos de liga alteram significantemente as propriedades dos aços a medida que são inseridos e combinados no ao aço Manganês Níquel Cobalto Silício Cromo Molibidênio Fósforo Vanádio Titânio Alumínio Tãntalo Zicônio Boro Enxofre Nióbio Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Impacto da Velocidade de Esfriamento Tema Martensita Leitura Complementar Obrigatória pág 101 à 108 Aços e ferros fundidos Vicente Chiaverini Editora ABM 7ª ed CALLISTER W D Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais 2ª ed LTC 2006 COLPAERT H Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns 4ª ed São Paulo Edgard Blücher 2008 SILVA A LC S MEI P R Aços e Ligas Especiais 2ª ed Sumaré Villares Metals Edgard Blücher 2006 1 A velocidade crítica de esfriamento é a transformação rápida de austenita para Martensita 2 Dependendo da velocidade de resfriamento utilizada na região austenítica podese obter maior o menor quantidade de perlita e martensita alterando significativamente as propriedades mecânicas finais do aço 3 Velocidades de resfriamento acima das velocidades críticas tem como objetivo a tranformação somente de martensita ver gráfico fig 17 página 43 Vicente Chiaverini 4 A transformação Isotérmica Temperatura Constante serve para a construção de gráficos TTT Tranformação Tempo e Temperatura também conhecidos como gráfico C ou gráfico S 5 Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Impacto da Velocidade de Esfriamento Tema Martensita Leitura Complementar Obrigatória pág 101 à 108 Aços e ferros fundidos Vicente Chiaverini Editora ABM 7ª ed CALLISTER W D Fundamentos da Ciência e Engenharia de Materiais 2ª ed LTC 2006 COLPAERT H Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns 4ª ed São Paulo Edgard Blücher 2008 SILVA A LC S MEI P R Aços e Ligas Especiais 2ª ed Sumaré Villares Metals Edgard Blücher 2006 1 A velocidade de esfriamento me tratamentos térmicos é também um fator vital para a obtenção dos aços na especificação desejada desta forma para entender este mecanismo precisamos entender também a estrutura martensítica 2 Quando o aço é esfriado muito rapidamente acima da velocidade crítica os carbonos não tem tempo de deixar a estrutura Autenítica capturando os mesmos e formando uma estrutura muito dura e frágil e com tensões chamada estrutura martensítica estrutura tetragonal centrada e não cúbica formada por muito carbono 3 A este processos de aquecimento e resfriamento para obtenção de martensita chamamos de Tempera 4 Normalmente para o alívio das tensões recomendase o tratamento chamado revenimento Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Fatores qua afetam a tempera 1 Composição química 2 Tamanho do grão de austenita 3 Homogeneidade da austenita Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Fatores que afetam a tempera 1 Composição química 2 Tamanho do grão de austenita Tamnhos dos grãos 3 Homogeneidade da austenita 4 Definindo oque é temperabilidade 5 Austenita retida e seus efeitos 6 Definição básica de tenacidade Resistência à ruptura ou ao fracturamento 7 Ensaio Grossmann httpswwwyoutubecomwatchvsAq0JovTk 8 Ensaio Jominy httpswwwyoutubecomshortsecnkvVLjgFo httpswwwyoutubecomwatchvZb9acPpCnmI httpswwwyoutubecomwatchvyfmkW5rMfeQ Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Tratamentos Térmicos 1 Visam atingir o núcleo do material Maior volume possível desde a periferia do matéria até seu centro 2 Principais fatores que impactam os tratamentos térmicos 1 Aquecimento 2 Tempo de permanência a temperatura 3 Resfriamento 4 E ambiente do tratamento Forno 3 Principais Tratamentos Térmicos 1 Recozimento 2 Normalização 3 Tempera 4 Revenimento 5 Coalescimento Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Tempera Superficial 1 Tempera superficial tem como objetivo criar estrutura martensítica em uma área específica 1 Tempera por indução 2 Tempera por chama 3 Tempera à laser 4 Tempera por feixe eletrônico 5 Tempera por implantação Iônica 2 Motivos para a realização de Tempera Superficial 1 Peças muito grandes são difíceis de manusei o dentro dos fornos 2 Podese endurecer seções específicas 3 Diminui os efeitos indesejados como empenamentos 4 Investimentos mais baixos comparados as temperas em fornos Tempera por indução httpsyoutubegL4fkmIhptA Tempera por indução httpsyoutubedCI719vR6js Tempera por indução httpsyoutubesqyNatXX7C8 Tempera por indução httpsyoutubeEFAMitmCp5k Tempera à laser httpsyoutubetBBxacFnRs Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Metalografia Microscopia e Macroscopia 1 Micrografia tem como objetivo a análise das microestrutura do material embutido ou não 2 Macrografia é análise mais global do material e tem como objetivo a localização para posterior análise micrográfica da região de interesse Metalografia httpsyoutubeEoze1RV050 Metalografia httpsyoutubeB0TUW7L5M Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Tratamentos Térmicos na prática 1 Ferramentas e acessórios 2 Tipos de fornos 3 Parâmetros 4 Combustíveis 5 Falhas Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma profmarsagmailcom FATEC Tratamentos térmicos e tratamentos superficiais Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 11052023 Açoscarbono e açosliga 1 Principais características 2 Principais ligas 3 Efeito das ligas 4 Falhas e fragilidades 5 Inclusões Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma FATEC Metrologia Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 05112023 Bibliografia Básica 1 Fundamentos da Ciência e engenharia de materiais Autor William D Calliste Jr 5a LTC 2002 2 Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns Autor Hulbertus Copaert 4a Edição Edgard Brücher 2008 3 Aços ligas especiais Autores André Luiz da Costa e Silva e Paulo Roberto MEI 2ª Edição Sumaré Vilares metal Edgard Brücher 2006 Bibliografia Complementar Bibliografia de Referência 1 Aços e ferros fundidos Autor Vicente Chiaverini 7a Edição Associação Brasileira de Metais ABM 2005 2 Metalografia preparação de amostras Uma abordagem prática Versão 30 Autor Eduardo Silva LEMM laboratório de ensaios mecânicos e materiais URISAM Bibliografia Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba Mbb em Lean e Seis Sigma FATEC Metrologia Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb v 05112023 Prof Msc Marcelino Siqueira de Carvalho Mba e Mbb em Lean e Seis Sigma Linkedin httpswwwlinkedincominmarcelinosiqueiradecarvalhomscengmbambb00155025 Lattes httplattescnpqbr8615025352454563 Lean Six Sigma YouTube httpslnkdindC2C72 Lean Six Sigma Facebook httpslnkdindsY3N Visite meu site httpssitesgooglecomviewprofmarsacurrículo