AULA 3 Aços 1.Classificação e seleção dos aços 2.Aços comuns 3.Aços-liga 4.Aços inoxidáveis Materiais para Construção Mecânica

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    21-Apr-2015

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<ul><li> Slide 1 </li> <li> AULA 3 Aos 1.Classificao e seleo dos aos 2.Aos comuns 3.Aos-liga 4.Aos inoxidveis Materiais para Construo Mecnica </li> <li> Slide 2 </li> <li> DIAGRAMA DE FASES DO SISTEMA Fe C Ferros Famlia dos aos Famlia dos ferros fundidos Solues slidas: Ferro Austenita Ferrita Composto estequiomtrico: Cementita Fe 3 C Reaes: perittica euttica eutetide Diagrama Fe-C </li> <li> Slide 3 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica DIAGRAMA DE FASES DO SISTEMA Fe C fofosaos Fe Diagrama Fe-C </li> <li> Slide 4 </li> <li> DIAGRAMA DE FASES DO SISTEMA Fe C Aos Ligas ferro-carbono com teor de carbono at 2,11% em peso OBSERVAES Produtos siderrgicos comuns: aos e ferros fundidos Ao comum ao carbono: carbono o principal elemento de liga. Contm apenas impurezas em concentraes residuais e um pouco de mangans Ao-liga: mais elementos liga so adicionados intencionalmente em concentraes especficas As propriedades variam com o teor de carbono. A medida que aumenta: Aumenta a resistncia trao at 1% de Carbono, decrescendo para teores mais elevados A dureza aumenta continuamente Diminui a ductilidade Ferro Existe na natureza na forma de xidos, nos minrios de ferro extrado por meio de aquecimento em presena de coque ou carvo de madeira, em fornos adequados nos quais o ferro reduzido e ligado ao carbono Materiais para Construo Mecnica Diagrama Fe-C </li> <li> Slide 5 </li> <li> DIAGRAMA DE FASES DO SISTEMA Fe C Ferro fundido Produtos obtidos por fuso com mais de 2,11% em peso de carbono OBSERVAES Produtos siderrgicos comuns: aos e ferros fundidos A medida que se aumenta o teor de carbono, menores so as temperaturas necessrias para a fuso do material, at 4,3% de carbono Como os FoFos fundem cerca de 300C abaixo dos aos seu custo de produo menor Em geral, os ferros fundidos so frgeis, que s resistem bem compresso Materiais para Construo Mecnica Diagrama Fe-C </li> <li> Slide 6 </li> <li> DIAGRAMA DE FASES DO SISTEMA Fe C Ferro puroTransformaes de fases: antes da temperatura de fuso, o ferro muda duas vezes de estrutura cristalina Fe - CCC Fe - CFC Fe - lquido 910C 1400C 1540C Eixo esquerdo do diagrama: Ferrita ou ferro- : estvel na temp. ambiente estrutura CCC Austenita ou ferro- : estvel entre 910C e 1400C estrutura CFC Ferro- : estvel entre 1400C e 1540C estrutura CCC Transformao polimrfica do ferro Cementita ou Carbeto de Ferro Composto intermetlico estequiomtrico Com 6,67% em peso de Carbono Fe 3 C Eixo direito do diagrama: Materiais para Construo Mecnica Diagrama Fe-C </li> <li> Slide 7 </li> <li> DIAGRAMA DE FASES DO SISTEMA Fe C Carbono impureza intersticial forma soluo slida com o ferro Ferro - : soluo slida de C no Fe CCC Ferro - (austenita): soluo slida de C no Fe CFC Ferro - (ferrita): soluo slida de C no Fe CCC Solues slidas Materiais para Construo Mecnica Diagrama Fe-C </li> <li> Slide 8 </li> <li> DIAGRAMA DE FASES DO SISTEMA Fe C Ferro - : soluo slida de C no Fe CCC virtualmente a mesma ferrita- , apenas ocorrendo em uma faixa mais elevada de temperatura no tem importncia tecnolgica Ferro - (austenita): soluo slida de C no Fe CFC Mxima solubilidade em 1147C 2,14% em peso de C Na faixa em que estvel, a austenita mole e dctil Ferro - (ferrita): soluo slida de C no Fe CCC Mxima solubilidade em 727C 0,022% em peso de C Material mole e dctil Na pureza em que encontrada, seu limite de resistncia inferior a 32Kgf/mm 2 Caractersticas das Solues slidas Materiais para Construo Mecnica Diagrama Fe-C </li> <li> Slide 9 </li> <li> DIAGRAMA DE FASES DO SISTEMA Fe C 6,67 Reao eutetide: 0,77%C 0,02%C + Fe 3 C 6,67%C a 727C Materiais para Construo Mecnica Diagrama Fe-C </li> <li> Slide 10 </li> <li> DIAGRAMA DE FASES DO SISTEMA Fe C Gro e estrutura da perlita (a) redistribuio do carbono no ao, (b) micrografia da perlita lamelar. Reao eutetide: 0,77%C 0,02%C + Fe 3 C 6,67%C PERLITA PERLITA: microestrutura bifsica resultantes da transformao da austenita com composio eutetide. Consiste de camadas alternadas de ferrita e cementita relativamente finas Materiais para Construo Mecnica Diagrama Fe-C </li> <li> Slide 11 </li> <li> DIAGRAMA DE FASES DO SISTEMA Fe C Materiais para Construo Mecnica Diagrama Fe-C Aspecto microgrfico de um ferro comercialmente puro. Ataque: reativo de gua rgia. 200X </li> <li> Slide 12 </li> <li> DIAGRAMA DE FASES DO SISTEMA Fe C Materiais para Construo Mecnica Diagrama Fe-C Aspecto microgrfico de um ao hipoeutetide com aproximadamente 0,3% de carbono. Ataque: reativo de nital. 200X </li> <li> Slide 13 </li> <li> DIAGRAMA DE FASES DO SISTEMA Fe C Materiais para Construo Mecnica Diagrama Fe-C Aspecto microgrfico de um ao hipereutetide resfriado lentamente. Ataque: reativo de picral. 200X A cementita est disposta em torno dos gros de perlita, formando uma rede. </li> <li> Slide 14 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Critrios: a)Quanto composio qumica b)Quanto aplicao c)Quanto microestrutura d)Quanto ao processo de fabricao e)Quanto as marcas registradas f)Quanto as normas tcnicas </li> <li> Slide 15 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto composio qumica: - aos comuns (ao carbono) - aos especiais (ligas) Aos ao Carbono propriedades %C - no contem quantidade aprecivel de elemento de liga - apresentam teores de impurezas normais: P 0,04% (max)S 0,05% (max) Si 0,10% e 0,35%Mn 0,25% e 0,90% </li> <li> Slide 16 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto composio qumica: Aos ao Carbono - Quanto ao teor de Carbono: - at 0,15% C extra doce - 0,15% a 0,30% C doce - 0,15% a 0,30% C meio doce - 0,15% a 0,30% C meio duro - 0,70% a 0,80% C duro - acima de 0,80% C extra duro baixo carbono mdio carbono alto carbono </li> <li> Slide 17 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto composio qumica: Aos especiais (ligas) contem um ou mais elementos de liga (alm de Fe e C) - quantidades de elementos de liga modificam ou melhoram substancialmente uma ou mais propriedades (fsicas, mecnicas ou qumicas) - Quanto ao teor de elementos de liga: - aos baixa liga somatrio dos elementos de liga (teores) inferior a 5% - aos alta liga - somatrio dos elementos de liga (teores) superior a 5% </li> <li> Slide 18 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto composio qumica: Aos especiais (ligas) Objetivos dos elementos de liga: - aos baixa liga 1)Aumentar a dureza e a resistncia mecnica 2)Conferir resistncia uniforme em toda a seo da pea de grandes dimenses 3)Diminuir o peso (consequencia do aumento de resistncia) - aplicaes tpicas: aos de construo - elementos de liga: Ni, Cr, V, Mo, Si e Mn </li> <li> Slide 19 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto composio qumica: Aos especiais (ligas) Objetivos dos elementos de liga: - aos alta liga 1)Conferir resistncia corroso 2)Aumentar a resistncia ao desgaste 3)Aumentar a resistncia ao calor 4)Melhorar propriedades eltricas e magnticas - aplicaes tpicas: ferramentas, matrizes, presena de corroso e calor </li> <li> Slide 20 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto composio qumica: - aos alta liga Compreendem: - aos rpidos e similares (ex. aos para matrizes) -requisito dureza e manuteno desta em elevadas temperaturas - W 0,10% a 25%; Cr, Co e C alto - aos resistentes corroso e ao calor - requisito resistir formao da camada de xido em temp. amb ou elevada - Cr 10 a 35%; Ni </li> <li> Slide 21 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto aplicao: - aos de construo - componentes industriais - laminados quente ou forjados (s/TT) estruturas metlicas e peas em geral - c/TT em aos C aos de elevada RM, aos para cementao e nitretao, aos para molas - aos para ferramentas e matrizes - compreendem: - aos ao C temperveis em H 2 O - aos resistentes ao choque - aos para trabalho frio e quente </li> <li> Slide 22 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto aplicao: - aos inoxidveis e resistentes ao calor aos inoxidveis aos refratrios resistncia fluncia a quente - aos com caractersticas especiais - aos para ims permanentes - aos para ncleos de transformadores - aos com coeficiente de dilatao definido martensticos ferrticos austenticos </li> <li> Slide 23 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto microestrutura: - ferrticos: no endurecveis - perlticos: baixa liga; podem ter ferrita ou cementita - austenticos: 20% a 30% elementos de liga (Cr, Ni ou Mn), alta estabilidade da austenita - martensticos: elementos de liga deslocam a curva TTT para a direita - cementticos: alto teor de C, resultando alto teor de carbonetos </li> <li> Slide 24 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto ao processo de fabricao: - Aos Bessemer - aos LD - aos eltricos - etc Aos alta liga e alta qualidade obtidos em fornos eltricos Aos de conversores qualidade inferior </li> <li> Slide 25 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto a marca registrada: so classificados com a identificao do fabricante e com codificao peculir a cada fabricante em particular </li> <li> Slide 26 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto a Normas Tcnicas: ABNT norma brasileira SAE - AISI normas americanas DIN - norma alem </li> <li> Slide 27 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto a Normas Tcnicas: ABNT norma brasileira - NBR 6006 classifica as aos-carbono e aos de baixo teor de liga critrios adotados pela AISI e SAE Aos-carbono: %Si e %Mn no ultrapassam 0,6%Si e 1,65%Mn Tambm so considerados os teores: Max 0,1% Al, mn 0,0005%B, max 0,3%Cu ou mx 0,35%Pb Se adicionados elementos como Se, Te, Bi (melhoram usinabilidade) e Nb ainda so aos-carbono. Aos-liga: possuem outros elementos de liga </li> <li> Slide 28 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto a Normas Tcnicas: SAE Society of Automotive Engineers AISI American Iron and Steel Institute UNS Unifield Numbering System Letras XX ou XXX cifras indicadoras dos teores de carbono Ex.: classe 1023 AISI-SAE ao carbono com 0,23% C G10230 UNS mesmo teor de carbono Designaes coincidem </li> <li> Slide 29 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto a Normas Tcnicas: dois primeiros algarismos: diferenciam os vrios tipos de aos entre si, pela presena ou somente de Carbono como principal elemento de liga (alm das impurezas) ou de outro elemento de liga, como Ni e Cr, alm do C. 10 ao ao carbono 11 aos de fcil usinagem com alto enxofre 40 aos ao molibdnio, com 0,25% de Mo em mdia </li> <li> Slide 30 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto a Normas Tcnicas: dois primeiros algarismos: diferenciam os vrios tipos de aos entre si, pela presena ou somente de Carbono como principal elemento de liga (alm das impurezas) ou de outro elemento de liga, como Ni e Cr, alm do C. 10 ao ao carbono 11 aos de fcil usinagem com alto enxofre 40 aos ao molibdnio, com 0,25% de Mo em mdia </li> <li> Slide 31 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto a Normas Tcnicas: SAE-AISI </li> <li> Slide 32 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto a Normas Tcnicas: </li> <li> Slide 33 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Classificao dos aos Classificao quanto a Normas Tcnicas: DIN Critrios diferenciados: DIN 17100 aos para construo em geral Ex.: em funo do limite de resistncia trao: St 42 ao com limite de resist. trao entre 42 e 50 kgf/mm 2 St 60 limite de resistncia trao entre 60 e 72 kgf/mm 2 DIN 17200 classificao de acordo com a composio qumica C35 ao-carbono com 0,35% C </li> <li> Slide 34 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Elementos de liga Distribuio dos elementos de liga em aos ligados modo de distribuio: tendncia de cada elemento em formar compostos e carbonetos Ni dissolve-se na ferrita do ao tem menor tendncia em formar carbonetos do que o ferro Si combina-se em pequena quantidade com o oxignio presente no ao forma incluses no metlicas de modo geral, dissolve-se na ferrita Mn a maior parte dissolve-se na ferrita; alguma quantidade pode formar carbonetos e e entrar usualmente na cementita formando (Fe, Mn) 3 C </li> <li> Slide 35 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Elementos de liga Distribuio dos elementos de liga em aos ligados Cr tem maior tendncia em formar carbonetos do que o ferro; distribui-se entre as fases ferrita e carbonetos depende da quantidade de carbono e ausncia de elementos formadores de carbonetos como Ti e Nb W e Mo combinam-se com o carbono, formando carbonetos se quantidade de carbono for suficiente e se no estiverem presentes elementos como Ti e Nb </li> <li> Slide 36 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Elementos de liga Distribuio dos elementos de liga em aos ligados </li> <li> Slide 37 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Elementos de liga Efeito dos elementos de liga na temperatura eutetide dos aos Elementos de liga podem provocar aumento ou diminuio da temperatura eutetide do diagrama Fe-C Mn e Ni biaxam a temperatura elementos estabilizadores da austenita W, Mo e Ti aumentam a temperatura reduzem o domnio austentico </li> <li> Slide 38 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Elementos de liga Efeito dos elementos de liga na temperatura eutetide dos aos Efeito de 6% de mangans na poro eutetide de um diagrama de fases Fe - Fe 3 C </li> <li> Slide 39 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Aos Inoxidveis Corroso ataque gradual e contnuo de um metal pelo meio circunvizinho que pode ser atmosfera mais ou menos contaminada das cidades atmosferas contaminadas de cloretos em regies prximas ao mar meio qumico qualquer, lquido ou gasoso uma tendncia reverso a formas mais estveis como se encontram na natureza (minrios) Praticamente todos os ambientes so corrosivos, em maior ou menor grau: - gua - solo - gases - solos Efeitos da corroso - m aparncia - altos custos de operao e manuteno - colapso de peas ou instalaes - perdas de produtos de exploso </li> <li> Slide 40 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Aos Inoxidveis </li> <li> Slide 41 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Aos inoxidveis Aos Inoxidveis Velocidade de corroso tpicas em diversos aos em guas tropicais </li> <li> Slide 42 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Aos inoxidveis Guia de preveno de corroso de aos-carbono em alguns ambientes </li> <li> Slide 43 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Aos inoxidveis Aos Inoxidveis Passividade dos aos-cromo expostos durante 10 anos a uma atmosfera industrial </li> <li> Slide 44 </li> <li> Materiais para Construo Mecnica Aos inoxidveis Aos Inoxidveis Efeito do cromo na resistncia dos...</li></ul>