REVENIDOProfa.Dra. Lauralice Canale

Trincas de tmpera

Trincas de tmpera

RevenidoNo estado temperado, a martensita, alm de ser mais dura, to frgil que no pode ser utilizada para a maioria das aplicaesAs tenses internas que possam ter sido introduzidas durante a tmpera tem um efeito de enfraquecimentoA ductilidade e a tenacidade podem ser aprimoradas e as tenses internas aliviadas atravs um tratamento de revenido

O revenido conseguido atravs do aquecimento de um ao martenstico at uma temperatura abaixo do eutetide durante um intervalo de tempo especfico

Martensita RevenidaO tratamento trmico de revenido permite, atravs de processos de difuso, a formao de martensita revenida A martensita TCC monofsica, que est supersaturada em carbono se transforma em martensita revenida, composta por ferrita e cementitaA microestrutura da martensita revenida consiste em partculas de cementita extremamente pequenas e uniformemente distribudas

Propriedades MecnicasA martensita revenida pode ser quase to dura e resistente quanto a martensita, porm com ductilidade e tenacidade aprimoradasA fase cementita, dura, refora a matriz de ferrita ao longo dos contornos e atuam como barreiras de discordncias durante a deformao plsticaA fase ferrita, muito dtil e relativamente tenaz, o que responde pela melhoria dessas duas propriedades na martensita revenida

Propriedades MecnicasAs variaes de propriedades mecnicas so dependentes do tempo e temperatura do revenidoComo a difuso do carbono est ligada formao de martensita revenida, o aumento de temperatura ir acelerar o processo de difuso, a taxa de crescimento das partculas de cementita e assim a taxa de amolecimento

Propriedades MecnicasCom o aumento de tempo, a dureza diminui, o que corresponde ao crescimento e coalescncia das partculas de cementitaO coalescimento idntico ao tratamento de esferoidizao,por isso em tratamentos temperaturas que se aproximam do eutetide e aps vrias horas a estrutura ser composta por cementita globulizada

Propriedades MecnicasAos com determinadas porcentagens de carbono e elementos de liga podem apresentar aps a tmpera uma austenita residual que no se transformouNo tratamento de revenido a austenita retida se transforma em outros constituintes. H tambm a precipitao de finssimos carbonetos de liga, que promovem o chamado endurecimento secundrio.

Etapas do RevenidoSendo a martensita uma estrutura metaestvel, o aquecimento facilita a busca do equilbrioA metaestabilidade da martensita caracterizada pela permanncia de tomos de carbono nos interstcios em que se encontravam a austenitaCom o aquecimento fornece-se energia para a difuso e o carbono sai da supersaturao, precipitando-se como carbonetosAs reaes que ocorrem no revenido acontecem em seqncia a medida que se aumenta o tempo e/ou a temperatura do tratamento

Primeira etapaTemperaturas abaixo de 100/150oC at 200/250oC Tambm chamado de alvio de tenses, pois nenhuma mudana estrutural ocorre embora a tenacidade aumenteAos com teores menores que 0,25% de C difuso do carbono na martensita, aglomerando-se nas discordnciasAos com teores maiores que 0,25% de C ocorre a precipitao de um carboneto metaestvel, hexagonal compacto, o carboneto A precipitao de carbonetos provoca uma perda importante de C, que ao final dessa etapa perde parcialmente sua tetragonalidade e se transforma numa rede cbica. Ainda permanece supersaturada em relao ferrita

Segunda etapaTemperatura entre 200o C e 350o CEssa etapa ocorre apenas quando h a presena de austenita retida, por isso muito importante em aos com teores elevados de C e elementos de liga onde o teor de austenita retida muito altoNessa etapa a austenita retida se transforma em bainita. Essa bainita na terceira etapa sofre uma precipitao de carboneto de ferro transformando-se ao final em cementita e ferrita

Terceira etapaO carboneto formado na primeira etapa transforma-se em cementitaAumentando a temperatura forma-se um precipitado de cementita nos limites das agulhas de martensita e em seu interiorCom o aumento de temperatura se redissolve a cementita do interior das agulhas, engrossando a cementita, que envolve a martensitaCom o aumento da temperatura essa cementita vai tornando-se decontnua nos limites das agulhas de martensitaEstrutura: martensita revenida

Terceira etapa: martensita revenidaPara temperaturas abaixo de 400o C ocorre o incio da formao de pequenos glbulos de cementitaEsse aspecto o tpico da martensita revenida.

Terceira etapaEntre 400oC e 600oC a cementita tende a se globulizar e perde a coerncia com a matriz

O ao apresenta-se agora com uma estrutura constituda de pequenas partculas de cementita, geralmente tendendo para a forma esferoidal em um fundo de ferrita. Essa textura caracterstica era denominada sorbita

Terceira etapa: estrutura esferoidizadaAcima de 600oC a matriz recristaliza com a formao de novos gros ferrticosA continuao do processo um coalescimento contnuo das partculas de cementita. Essa estrutura tpica tambm do recozido de esferoidizao a estrutura mais estvel de todos os agregados de ferrita e cementita

*REVENIMENTO

Consiste: Reaquecimento das peas temperadas, a temperaturas abaixo da linha A1, a temperatura ser ajustada de acordo com as propriedades mecnicas desejadas.

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*Etapa 1, at 250C precipitao de carboneto de ferro - ; perda parcial da tetragonalidade.Etapa 2, entre 200 e 300C decomposio da austenita retidaEtapa 3, entre 300 e 350C substituio do carboneto de ferro - pela cementita; a martensita perde a tetragonalidadeEtapa 4, acima de 350C a cementita engrossa e esferoidiza; recristalizao da ferritaETAPAS DO REVENIDO

*Seqncia de revenimento de Speich A seqncia de revenimento apresentada por Speich resumida com o auxilio da figura:

*Revenimento dos aosMartensita em ao 0,2%C e aps revenimento a 700C por 2hs

*Revenimento dos aosMartensita em ao 0,2%C e aps revenimento a 690C por 15min

*Revenimento dos aosMartensita em ao 0,2%C e aps revenimento a 550C

*TRANSFORMAES NO REVENIMENTO

Aos de alta temperabilidade, so revenidos no mnimo duas vezes. O primeiro revenimento deve-se iniciar com a pea ainda morna 60-90C, ocorrendo precipitao de carbonetos e transformao da austenita retida em martensita.O segundo revenimento tem a funo de revenir esta nova fase de martensita.

Austenita RetidaQuando na microestrutura dos aos aparece austenita retida as transformaes no revenido tornam-se um pouco mais complexasInicialmente h a transformao de martensita tetragonal em martensita cbica e a precipitao de carbonetos o que se manifesta com um escurecimento da martensita.O fundo branco sobre o qual se destaca o reticulado martenstico a austenita que no se transformou

Austenita RetidaA partir de 225o C comea a decomposio da austenita

H um gradual desaparecimento do fundo branco de austenita e um escurecimento progressivo de toda a estrutura

No caso desse ao a transformao de austenita em outros constituintes ocorre entre 225oC e 375oC

Austenita RetidaNo caso desse ao ele atinge o mximo de escurecimento da estrutura em 400oC

Aps essa temperatura comeam a surgir partculas claras de cementita e sua esferoidizao que se completa em temperaturas mais elevadas

Transformao da Austenita RetidaA quantidade de austenita retida presente nos aos temperados depende de fatores como: composio, temperatura de austenitizao, etc.As figuras mostram a relao da porcentagem de carbono e da temperatura de austenitizao com a quantidade de austenita retida A prpria transformao da austenita retida durante o revenido influenciado pelo teor de carbono

Transformao da Austenita RetidaO processo de transformao de austenita retida influenciada tambm pela adio de elementos de ligaEm aos alto C, alto Cr, aos ferramenta, a austenita muito estvel , exigindo muito tempo para se transformar, e em muitos casos nem aps 1000 horas de permanncia ela se transforma

O caso ao lado o ao um cromo-vanadio-molibdenio com 1,0%de C e 5,13% de Cr. Nota-se que a temperaturas baixas necessrio um tempo muito longo para a transformao e a 600o C apenas 30 minutos

Duplo RevenidoEm aos em que a austenita leva um tempo muito grande para se transformar, embora ela no se transforme, a austenita sofre modificaes com a precipitao de carbonetos diminuindo a supersaturao em carbono e elementos de ligaA sada desses elementos desestabiliza austenita, aumenta Ms e no resfriamento subseqente essa austenita se transforma em martensitaDessa forma tem-se martensita revenida e essa nova martensita formada sem revenirEssa situao induz uma certa fragilidade, portanto torna-se necessrio mais um revenidoEm aos de alto C e alta liga so feitos 4 revenidos

Fragilidade do RevenidoO objetivo do revenido aumentar a tenacidade, entretanto em alguns casos, o revenido pode ter efeito contrrio, fragilizando o materialQuando se efetua o revenido em temperaturas entre 230o C e 370o C em algumas classes de aos h uma diminuio de tenacidadeEssa fragilidade ocorre devido formao de uma rede ou pelcula que envolve as agulhas de martensitaPode ser eliminada empregando-se composies com alto teor de Si, pois inibe o incio de precipitao de carbonetos

Fragilidade KruppOutro tipo de fragilidade,chamada Fragilidade Krupp se apresenta quando no revenido os aos so mantidos por algum tempo, ou resfriados lentamente a temperaturas entre 400 e 550o CEssa fragilidade causa uma descoeso dos gros e est relacionada com a presena de impurezas no ao que segregam prximo aos contornos dos gros na austenitizaoEssa impurezas prximas aos antigos contornos assumem uma configurao fragilizante nessa faixa de temperaturaA susceptibilidade a esta fragilidade aumenta com a presena dos elementos de liga Mn,Cr e Ni e representada pela letra S

Aos susceptveis fragilidade

Aos -liga de baixo teor de ligaAos que contm apreciveis quantidades de Mn, Ni, Cr, Sb*, P, SAos ao Cr-Ni so os mais suceptveis ao fenmeno

* Antimnio o mais prejudicial

Como minimizar a fragilidade do revenidoManter os teores de P abaixo de 0,005% e S menor 0,01%

A adio de Mo em porcentagens de 0,15 a 0,5% de C muito efetiva em evitar tal fragilidade

Um ao fragilizado pode ter sua tenacidade restaurada reaquecendo - o a uma temperatura maior que 550 C seguido de resfriamento rpido para evitar a permanncia prolongada no ao nas temperaturas onde h fragilidade .

Revenido nos aos ligadosQuando h a presena de elementos de liga nos aos as reaes de revenido mudam sensivelmente principalmente na presena de elementos com tendncia a formar carbonetosPara elementos sem esta tendncia h um atraso das reaes que confere uma maior resistncia ao amolecimento

Revenido nos aos ligadosO Si tem um efeito endurecedor de ferrita por soluo slida, por isso h uma grande variao da dureza com teores crescentes de SiA adio de Si evita tambm a fragilizao do revenidoTanto o Si como outros elementos com tendncia a formar carbonetos (Cr,Mo,W,V,Ti,Ni,Mn,Nb) retardam a perda da tetragonalidade da martensita e atrasam a esferoidizao e engrossamento das agulhas de martensita

Revenido nos aos ligadosAcima de 500o C os aos contendo fortes formadores de carbonetos precipitam outros carbonetos s custas da dissoluo da cementita, essa etapa considerada a 4a etapa do revenidoNessa etapa os carbonetos se formam de maneira bastante dispersa na matriz. Se forem coerentes com a matriz formam o chamado endurecimento secundrio , como o encontrado em aos ferramentas

Revenido de aos ligadosCOERENTESINCOERENTES

Revenido nos aos ligadosA precipitao de carbonetos coerentes em teores baixos provoca um patamar de dureza, enquanto que em teores mais altos provoca o endurecimento secundrio possvel, saber o incremento de dureza obtido no revenido, para teores crescentes do elemento adicionado

AUSTEMPERA E MARTEMPERAProblemas prticos no resfriamento convencional e tmpera

A pea/ parte poder apresentar empenamento ou fissuras devidos ao resfriamento no uniforme. A parte externa esfria mais rapidamente, transformando-se em martensita antes da parte interna. Durante o curto tempo em que as partes externa e interna esto com diferentes microestruturas, aparecem tenses mecnicas considerveis. A regio que contm a martensita frgil e pode trincar. Os tratamentos trmicos denominados de martempera e austempera vieram para solucionar este problema

MARTEMPERAO resfriamento temporariamente interrompido, criando um passo isotrmico, no qual toda a pea atinga a mesma temperatura. A seguir o resfriamento feito lentamente de forma que a martensita se forma uniformemente atravs da pea. A ductilidade conseguida atravs de um revenido final.

AUSTEMPERAOutra alternativa para evitar distores e trincas o tratamento denominado austmpera, ilustrado ao lado

Neste processo o procedimento anlogo martmpera. Entretanto a fase isotrmica prolongada at que ocorra a completa transformao em bainita. Como a microestrutura formada mais estvel (alfa+Fe3C), o resfriamento subsequente no gera martensita. No existe a fase de reaquecimento, tornando o processo mais barato.

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