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resumo sobre propriedade aço com baixo teor de carbono com estrutura ferrita acicular.
Tipologia: Notas de estudo
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As ligas ferrosas são as mais utilizadas dentre todas as ligas metálicas. O ferro é um metal de fácil processamento e caracteriza-se por ligar-se com muitos outros elementos metálicos e não metálicos, o principal dos quais é o carbono. Em princípio, as propriedades das ligas ferrosas dependem dos seguintes fatores: a) composição química; b) microestrutura; c) condições de processamento. Para entendimento das transformações que ocorrem nos metais, deve-se analisar o diagrama de transformação do ferro puro. Os aços são ligas essencialmente ferrocarbono, oferecem exemplos da maioria das reações e microestruturas disponíveis para o entendimento do processamento dos metais. Na mudança de fase do ferro puro alguns elementos químicos apresentam variedades alotrópicas. O ferro apresenta três variedades. Ligado com o carbono, o comportamento das variedades alotrópicas do ferro e a solubilidade do carbono nele variam de forma característica, dependendo da temperatura e do teor de carbono. Isto pode ser visto em forma de gráfico, chamado diagrama de fases ferro-carbono. A adição do carbono altera as temperaturas de transição das variedades alotrópicas em relação ao ferro puro, dependendo do seu teor. AÇOS CARBONO Aço-carbono é um aço sem adição de outros elementos, contendo apenas o carbono e os quatros elementos residuais sempre encontrados nos aços e que permanecem em sua composição durante o processo de fabricação, ou seja, manganês, silício, fósforo e enxofre.. O carbono é o elemento de liga mais importante na liga FerroCarbono e determina o tipo de aço obtido. Quanto maior o teor de carbono maior será a dureza do aço e maiores serão os limites de resistência e de escoamento e mais frágil. Uma forma de classificação destes aços seria: baixo teor de carbono (0,10% a 0,30%C), médio teor de carbono (0,30% a0,85C%) e alto teor de carbono (0,85% a 1,50%). Acima de 1,5% C, os aços não são fabricados usual ou comercialmente, com algumas exceções. Aplicações: Os aços baixo carbono possuem, normalmente, baixas resistência, dureza e altas tenacidade e ductilidade. Além disso, são bastante usináveis e soldáveis e apresentam baixo custo de produção. Estes aços normalmente não são tratados termicamente. Entre as suas aplicações típicas estão as chapas automobilísticas, perfis estruturais e placas utilizadas na fabricação de tubos, etc.
Os aços médio carbono possuem uma quantidade de carbono suficiente para a realização de tratamentos térmicos de têmpera e revenimento, muito embora seus tratamentos térmicos necessitem ser realizados com taxas de resfriamento elevadas e em seções finas para serem efetivos. Possuem maiores resistência e dureza e menores tenacidade e ductilidade do que os aços baixo carbono. AÇOS LIGA São aqueles que contém na liga ferro-carbono outros elementos como níquel, cromo, manganês, molibdênio,etc. A influência destes elementos se dá pela alteração da microestrutura por diversos fatores inclusive nos tratamentos térmicos ou termomecânicos, de forma mais ampla e variada. Os principais efeitos dos elementos de liga são: elevação da dureza, elevação da resistência, melhoria da temperabilidade, aumento da temperatura de transição, melhoria da trabalhabilidade, aumento da resistência à oxidação, à corrosão, à abrasão, elevação da tenacidade a baixas temperaturas, usinabilidade e resistência em altas temperaturas. Os aços liga podem ter suas propriedades mecânicas melhoradas por meio de tratamentos térmicos sem sofrer o fenômeno de fragilização, que pode ocorrer mais provavelmente com o carbono. Com aços liga este fenômeno não ocorre devido aos elementos de liga adicionado na composição química do aço. AÇOS ARBL São aços baixo carbono ou aço carbono-manganês, conhecidos como de alta resistência e baixa liga e foram desenvolvidos para uso em grandes estruturas, não apresentando, entretanto, aumento de peso. Estes aços apresentam como principais características uma alta resistência mecânica em relação aos aços de uso geral, resistência à corrosão atmosférica, ao choque e à fadiga, além de apresentarem uma maior relação entre limite de escoamento e limite de resistência à tração sem perda apreciável da ductilidade. São de fácil produção por deformação a frio ou a quente e, posteriormente, ainda podem ser trabalhados por deformação, dobramento, corte, solda, etc. AÇOS ULTRA-RESISTENTES A classe de aços ultra-resistentes foi desenvolvida para aplicação aeroespacial, mas estendeu-se a outros setores da indústria. Os aços ultra-resistentes devem ter limite de escoamento superior a 1.400 MPa, boa tenacidade, elevada resistência à fadiga, boa soldabilidade e relação resistência/ densidade. AÇOS BIFÁSICOS, BAINÍTICOS E MULTIFÁSICOS A principal diferença entre os aços convencionais, ultra-resistentes e de última geração encontra-se em suas microestruturas. Os aços de última geração, por exemplo, apresenta multifases, com a presença de martensita, bainita e ou austenita retida em quantidades suficientes para produzir propriedades mecânicas específicas. Quando comparados com os
o que cresce a partir da austenita enriquecida em carbono e que separa as plaquetas de ferrita bainítica, e uma segunda cementita que precipita a partir da ferrita saturada. Esta última apresenta relação de orientação de revenido encontrada quando ocorre a precipitação de carbonetos durante o tratamento térmico da martensita. A bainita inferior usualmente apresenta maior tenacidade que a bainita superior, apesar de possuir maior resistência mecânica. FERRITA ACICULAR O desenvolvimento de ferrita acicular em metais de solda e em aços forjados trouxe grande expectativa nas aplicações industriais, principalmente pela excelente resistência. A microestrutura de ferrita acicular tem o potencial de combinar alta resistência e tenacidade. Mecanismo de transição da bainita para ferrita acicular Bainita e ferrita acicular são obtidas sob a mesma temperatura isotérmica de transformação em aços ricos em inclusões. Para obter bainita o grão de austenita tem que ser pequeno. Grãos pequenos de austenita aumenta a área de contorno de grão, local preferencial de nucleação da bainita. A nucleação da bainita inicia nos contornos de grãos austeníticos para o centro dos mesmos, preenchendo-os completamente. A ferrita acicular nucleia intragranularmente nas inclusões não metálicas em grãos grandes de austenita. Usando o mesmo raciocínio, não é encontrada ferrita acicular quando a densidade de números de locais de nucleação intragranular for pequena. Aplicação dos aços com microestrutura de ferrita acicular Os aços com microestrutura de ferrita acicular são excelentes para serem aplicados em tubulações para transporte de petróleo e gás em regiões de clima severo.