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Ferros & aços III-50: Aços para ferramentas
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Aços rápidos - Funções dos principais elementos de liga |
Aços rápidos - Algumas considerações sobre tratamento térmico |
Aços rápidos - Funções dos principais elementos de liga
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Carbono
• maior teor favorece a formação de carbonetos para maior
dureza e resistência ao desgaste.
Cobalto
• proporciona dureza em altas temperaturas.
Cromo
• melhora a capacidade de têmpera.
• em teores perto de 4%, favorece a combinação de dureza com
tenacidade.
• pode formar carboneto para maior resistência ao desgaste.
• menor oxidação em altas temperaturas.
Molibdênio
• substitui parcialmente o tungstênio (menor custo).
• desvantagem da maior tendência de descarburização.
Tungstênio
• forma carboneto bastante duro, responsável pela resistência
ao desgaste.
• favorece a dureza em altas temperaturas.
Vanádio
• forma o mais duro dos carbonetos. Aços com altos teores de
vanádio são os mais resistentes ao desgaste.
• favorece a dureza em altas temperaturas.
Aços rápidos - Algumas considerações sobre tratamento térmico
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Conforme já mencionado, os aços rápidos exigem mais operações e cuidados no tratamento térmico em razão das modificações impostas pelos elementos de liga. Este tópico pretende apresentar apenas algumas informações básicas.
A Figura 01 dá o diagrama TTT (tempo, temperatura, transformação) aproximado para um aço rápido típico com cerca de 0,7% C, 4,1% Cr, 18,6% W e 1,25% V.
Em relação aos aços-carbono (ver página Ferros & aços I-20), há uma considerável diferença (deslocamento) das curvas de transformação da perlita (parte superior).
A linha Ci significa o início da precipitação de carbonetos.
É comum o uso de um duplo preaquecimento inicial para aliviar tensões, minimizar deformações e evitar descarburização (540 a 650ºC no primeiro estágio e 845 a 880ºC no segundo estágio).
Após o preaquecimento, a peça deve ser levada à temperatura de formação da austenita e nessa mantida por alguns minutos antes da têmpera. É comum o emprego de fornos de atmosfera controlada ou banhos de sal.
Fig 01
Banhos de sal produzem aquecimento mais rápido e evitam a formação de camadas de óxido. Notar, pelas tabelas anteriores, que as temperaturas de formação da austenita (temperaturas de têmpera) estão perto da fusão do metal. Portanto, um controle preciso de temperatura é indispensável.
Os meios de resfriamento para têmpera podem ser ar, óleo, sal ou chumbo fundido. O resfriamento ao ar pode ser usado se a formação de alguma camada de óxido for tolerada.
O resfriamento em óleo previne a camada de óxido, mas pode provocar trincas devido à maior velocidade.
Trincas podem ser minimizadas pelo resfriamento até cerca de 600ºC em sal ou chumbo fundido. A peça é mantida nessa condição até a completa homogeneização da estrutura e, então, resfriada ao ar para a formação da martensita.
Fig 02
O revenido alivia as tensões oriundas da têmpera sem redução substancial da dureza. Temperaturas usuais na faixa de 500 a 550ºC. A Figura 02 dá curvas aproximadas de dureza versus temperatura de revenido para um aço com 1% C 4% Cr 18% W temperado a 1090ºC. (a), (b) e (c) são as curvas para tempos de 25, 50 e 90 minutos respectivamente.
Outros tratamentos podem ser aplicados a aços rápidos, como tratamento subzero (transformação da austenita retida), têmpera com transformação parcial em bainita, nitretação.
Topo | Última revisão ou atualização: Set/2009
