UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

LABORATÓRIO DE MATERIAIS E METALOGRAFIA

PROFESSOR: GILMAR TONIETTO

Ensaio de Caracterização e Metalografia SAE 1020

ALMIR ROGÉRIO ANTUNES DE SOUZA

FÁBIO PALAVRO

Caxias do Sul 05 de Dezembro de 2011

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SUMÁRIO

2. Objetivo Geral 03

3. Introdução 04

4. Revisão Bibliografica 05

4.1.Apresentação dos Corpos de Prova 07

4.2.Tratamentos Térmicos e Termoquímicos 08

4.2.1. Têmpera e Revenimentos 08

4.2.1.1.Tempera por Chama 08

4.2.1.2. Tempera por Indução 08

4.2.1.3. Tempera Superficial 08

4.2.1.4. Tempera Total 09

4.2.2. Revenimento 10

4.2.3. Normalização 10

5. Normas Adotadas 11

6. Equipamentos Utilizados 11

7. Descrição de Ensaio 14

7.1. Preparação dos Corpos de Prova 14

7.2 Procedimentos para Ensaio de Tração 14

7.3 Ensaio de Impacto 15

7.4 Preparação das Amostras Metalográficas 15

7.5 Cálculos e Resultados 16

7.6 Análise Metalográfica das Amostras 17

7.6.1. Sequencia de Imagens Metalográficas 18

8. Conclusão 22

9. Bibliografia 23

3

2. OBJETIVO GERAL

Análise do material, propriedades mecânicas do material através de ensaios de

caracterização com diversas condições de tratamento térmico.

Analise da microestrutura.

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3. INTRODUÇÃO

Neste trabalho serão apresentadas as propriedades mecânicas, composição química e

microestruturas do aço SAE 1020 em seu estado natural além das variações destas após o

material passar por tratamento térmico, como normalização, têmpera e revenimento.

Serão detalhados todos os passos dos ensaios de caracterização do material que são

eles: ensaio de tração, ensaio de impacto, ensaio de dureza e por fim analise da

microestrutura.

Tratamento térmico e análise da microestrutura do material embutido serão realizados

no Laboratório de Tecnologia e Pesquisa (LTPE) da Universidade de Caxias do Sul, com o

auxilio de Técnicos do mesmo Laboratório.

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4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

O aço SAE 1020 é um aço de alta soldabilidade e forjabilidade porem possui baixa

resistência mecânica e baixa usinabilidade. Estes aços não apresentam as mesmas características

mecânicas e metalúrgicas apresentadas pelos aços especiais, pois em seus processos de

fabricação não são controlados o tamanho de grão austenítico, os níveis de gases dissolvidos, o

grau de pureza, etc. As faixas de composições químicas dos aços comerciais são apenas

orientadas pela norma NBR 6006 ou pelas normas internacionais tipo SAE, AISI, ou DIN,

portanto, não há garantias de que os teores dos elementos químicos principais ou residuais

estejam estritamente dentro dos limites especificados por estas normas. Além disto, nos aços

comerciais, não são garantidas as faixas de temperabilidade conforme as normas NBR ou SAE.

COMPOSIÇÃO QUÍMICA CONFORME NORMA SAE - J404

Levando-se em consideração as propriedades mecânicas apresentadas pelo aço SAE

1020, sua aplicação é presente na indústria automobilística, na indústria agrícola, de maquinas

e equipamentos, na indústria de construção, etc.

Na Tabela 02, podemos observar propriedades mecânicas do aço SAE 1020.

Tabela 02 – Propriedades Mecânicas

Sequência recomendada para tratamento térmico conforme Figura 01 a 03.

Elementos Propriedades do

ComponenteMétrico Comentários

Carbono, C  0,17-0,230%

De ferro, Fe  99,08-99,53% Como remanescente

Manganês, Mn  0,30-0,60%

Fósforo, P  <= 0,040%

Enxofre, S  <= 0,050%

Propriedades Físicas Métrico Comentários

Densidade  7,87 g / cc Típico para o aço

Propriedades Mecânicas Métrico Comentários

Dureza, Brinell  131

Dureza, Knoop  150 Convertidos de dureza Brinell.

Dureza, Rockwell B  73 Convertidos de dureza Brinell.

Dureza, Vickers  136 Convertidos de dureza Brinell.

Resistência à Tração, Ultimate  440 MPa

Resistência à Tração Yield,  345 MPa

Alongamento na Ruptura  35,80% em 50 mm

Redução de área  67,90%

Módulo de Elasticidade  200 GPa Típico para o aço

Modulus granel  140 GPa Típico para o aço

Relação poissons  0,29

Impacto Charpy   24,0 J  @ Temperatura 10,0 ° C

41,0 J  @ Temperatura 38,0 ° C

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Figura 01 – Tratamento Térmico

Figura 02 - Dureza

Figura 03 - Camada

7

Para entender bem as propriedades dos materiais é necessário analisar a sua

microestrutura, processo conhecido por análise metalográfica. A análise metalográfica é a

ciência desenvolvida e aplicada na preparação, revelação, interpretação e documentação da

microestrutura dos metais, ligas e outros materiais de engenharia.

A metalografia surgiu com o trabalho pioneiro de Henry C. Sorbi em 1863, revelando

pela primeira vez a matriz de um aço SAE 1020. Em 1930, J. R. Villela estabeleceu as normas

técnicas para a obtenção de microestruturas metalográficas sem a presença de “artefatos” que

muitas vezes confundiam os analistas.

Comercialmente é fornecido nas seguintes condições:

Barras Laminadas Sem Acabamento Mecânico. Barras Laminadas Trefiladas. Barras

Laminadas Retificadas. Barras Forjadas.

E nas seguintes geometrias:

Formatos:

Redondos Quadrados Sextavados

4.1. APRESENTAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA

Inicialmente estão apresentadas as descrições utilizadas para identificar os corpos de

prova neste relatório: 1. Amostra de aço SAE 1020 Normalizado 01T - Corpo de prova para

ensaio de tração; 01 I - Corpo de prova para ensaio de impacto.

2. Amostra de aço SAE 1020 Cementado e resfriado em óleo. Temperatura de Cementação:

930°C; tempo: 3 horas. 02T - Corpo de prova para Ensaio de Tração. 02 I - Corpo de prova para

Ensaio de Impacto.

3. Amostra de aço SAE 1020 Cementado e temperado e resfriado em óleo. Temperatura de

têmpera: 880°C; tempo da têmpera: 50 minutos. 03T - Corpo de prova para Ensaio de Tração.

03 I - Corpo de prova para Ensaio de Impacto.

4. Amostra de aço SAE 1020 Cementado, temperado resfriado em óleo, e revenido.

Temperatura de têmpera: 880°C; tempo da têmpera: 50 minutos. Temperatura de revenimento:

300°C; tempo da revenimento: 2 horas. 04T - Corpo de prova para Ensaio de Tração. 04 I -

Corpo de prova para Ensaio de Impacto.

Todos os ensaios mecânicos e as análises metalográficas foram feitos nas dependências

do Laboratório de Tecnologia e Pesquisa (LTPE) da Universidade de Caxias do Sul.

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4.2. TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS

Tratar termicamente um aço significa aquecê-lo em velocidade adequada, mantê-lo em

temperatura por um tempo suficiente para que ocorram as transformações e resfriá-lo em um

meio adequado de modo a adquirir as propriedades desejadas. O Tratamento Térmico é uma das

etapas finais de confecção de ferramentas.

Normalmente erros anteriores ao Tratamento Térmico, se manifestam nesta etapa.

Quebra precoce de uma ferramenta nem sempre está associada ao tratamento térmico. Esta,

pode estar associada ao projeto, uso do material incorreto ou não - conforme, usinagem

incorreta ou uso inadequado da ferramenta.

Os tratamentos térmicos são divididos em duas classificações: Tratamentos térmicos

calóricos - São os tratamentos térmicos baseados em processos que envolvam o aquecimento de

peças somente com calor, sem adição de elementos químicos na superfície do aço.

Tratamentos termoquímicos - São os tratamentos térmicos baseados em processos que,

além de envolver calor, existe a adição de elementos químicos na superfície do aço.

4.2.1. TÊMPERA E REVENIMENTO

Tratamento térmico que tem como objetivo a obtenção de uma microestrutura que

proporcione propriedades de dureza e resistência mecânica elevada.

A peça a ser temperada é aquecida à temperatura de austenitização e em seguida é

submetida a um resfriamento brusco, ocorrendo aumento de dureza.

Durante o resfriamento, a queda de temperatura promove transformações estruturais que

acarretam o surgimento de tensões residuais internas.

Sempre após a têmpera, temos que realizar o revenimento, para a transformação da

martensita em martensita revenida. Segue alguns tipos de têmpera:

4.2.1.1. TÊMPERA POR CHAMA

Aquecimento provém de chama direcionada à peça, através de maçarico ou outro

instrumento, podendo assim ser parcialmente temperada.

4.2.1.2. TÊMPERA POR INDUÇÃO

O aquecimento é obtido por indução elétrica, seguida de um resfriamento brusco,

normalmente em água.

4.2.1.3. TÊMPERA SUPERFICIAL

Aquecimento somente da superfície através de indução ou chama até a austenitização,

seguida de um resfriamento rápido.

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Aquecimento total da peça até temperatura de austenitização seguida de resfriamento,

em meio pré-determinado.

Os meios de resfriamento no processo de têmpera mais freqüentemente usados são:

óleo, água, salmoura, solução de soda cáustica e também preparados químicos específicos

(principalmente a base de polímeros). Em qualquer um destes meios existem 3 estágios durante

o resfriamento da peça: 1) Inicia-se imediatamente após a imersão da peça no meio líquido e

caracteriza-se pela formação de cortina de vapor que envolve toda a superfície da peça. A

transferência de calor é feita por radiação e condução através do filme de vapor com velocidade

relativamente lenta. Por esta razão é altamente indesejável. 2) Neste estágio dá-se o rompimento

da cortina de vapor e a superfície da peça é molhada pelo líquido de têmpera, dando início à

ebulição. O resfriamento é bastante rápido e o calor é transferido por grande massa de vapor. 3)

Cessada a ebulição, começa o terceiro estágio, que é lento. A transferência de calor se dá por

convecção e condução até atingir equilíbrio de temperatura entre a peça e o meio de

resfriamento.

Face à brusca transformação de ordem estrutural na retícula cristalização do aço (de

austenita para martensita) e porque a martensita ocupa maior volume, ocorre conseqüentemente

uma variação nas dimensões da peça, conhecida genericamente por distorção. Por ser inerente

ao processo, este problema é tolerado. Alguns cuidados, porém, podem ser tomados para

minimizar a ocorrência como, por exemplo, conseguir estrutura homogênea antes de têmpera

(normalização adequada); ou não temperar direto depois da cementação e sim esfriar as peças,

reaquecê-las e depois temperar novamente. Não se deve confundir a distorção com o problema

do empenamento, onde há mudanças na forma sem envolver mudanças de volume.

O empenamento acontece em tratamentos térmicos porque geralmente se esquece que o

material está com baixa resistência mecânica face à temperatura de processo e não se toma na

arrumação das peças no forno ou na cesta. O material no estado temperado é frágil, pois tem alta

dureza e baixa ductilidade. Para que se consiga do material as propriedades mecânicas

desejadas, é necessário submetê-lo a tratamento posterior chamado de revenimento.

Em função das diferentes velocidades de tratamento entre o núcleo e superfície,

ocorrem estruturas e durezas diferentes. Por isso, às vezes consegue-se melhorar as propriedades

mecânicas do material trocando o meio de têmpera. Chega a um ponto, contudo, em que o

tratamento térmico não é mais conveniente, porque se torna mais oneroso do que a troca do aço

por outro com mais elementos de liga. O inverso também é válido, visto que para determinadas

propriedades mecânicas pode-se usar um aço com menores teores de elementos liga aplicando,

porém, o tratamento térmico adequado.

Uma observação importante em relação ao revenido diz respeito as variáveis tempo e

temperatura: a dureza do material será menor se para determinada temperatura aumentar-se o

tempo de revenido. Também para um mesmo período de tempo, um aumento de temperatura

diminuirá a dureza. Temperaturas baixas e tempos de revenido mais longos são recomendáveis,

porque, desse modo, pode-se obter melhor usinabilidade sem alterar a dureza final da peça.

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4.2.2. REVENIMENTO (ALÍVIO DE TENSÕES)

Tratamento térmico que objetiva reduzir o nível de tensões residuais, principalmente

após uma usinagem de grande retirada de massa e soldagem.

Aplicado nos aços temperados, imediatamente após a têmpera, a temperaturas inferiores

a crítica, resultando em modificação da estrutura obtida na têmpera. A alteração estrutural que

se verifica no aço temperado, consequência do revenido, melhora a ductilidade, reduzindo os

valores de dureza e resistência a tração, ao mesmo tempo em que as tensões internas são

aliviadas ou eliminadas. Dependendo da temperatura em que se processa o revenido, a

modificação estrutural é tão intensa que determinados aços adquirem melhor condição de

usinabilidade.

4.2.3. NORMALIZAÇÃO

Tratamento térmico, através do qual, determinados aços após a austenitização são

resfriados ao ar. A principal finalidade da normalização é conseguir a melhoria das condições de

usinabilidade do aço. Ela funciona como agente que homogeniza a estrutura cristalina,

eliminando os pontos críticos resultantes de trabalhos anteriores. A normalização também

prepara o material para outros tipos de tratamentos térmicos. Não se deve analisar apenas a

dureza do material para saber se a normalização dará usinagem eficiente. A estrutura do

material após normalização é que na verdade possibilita a idéia exata das condições da peça

para as operações seguintes. Nos aços normalmente usados, essa estrutura é constituída de

perlita e ferrita, que devem estar:

Bem distribuídas - homogeneamente repetidas. Com grãos de tamanho uniforme. Sem

intermediários, ou estrutura de Widmastaten. Sem alinhamento. Bem formados com contornos

de grão bem definidos.

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5. NORMAS ADOTADAS

Todos os ensaios foram realizados com base em normas regulamentadoras tais como: −

Ensaio de Tração: NBR ISO 6892/02

− Determinação da resistência ao impacto em corpos-de-prova entalhados simplesmente

apoiados: NBR 6157. − Ensaio de Dureza: NBR NM 146/1:1999.

− Calibração de máquinas de ensaios de impacto por pêndulo Charpy: NBR NM281-2

− Ensaio de Impacto modelo Charpy: ASTM E23/1980.

− Ensaio de Dureza Vickers: NBR 6672.

− Determinação de Tamanho de Grãos Austeníticos: ASTM E112.

− Ataque com reativos metalografos em ligas ferrosas: NBR 8108. − Determinação de

Inclusões em Materiais Metálicos: ASTM E-45.

− Preparação de Corpos de Prova para Análise Metalográfica: NBR 13284.

6. EQUIPAMENTOS UTILIZADOS

Forno para tratamentos térmicos.

Figura 04 - Forno para tratamentos térmicos.

Tinta para marcação – metal traço. Pincel. Riscador mecânico (máquina de escalonar) –

escala 5mm.

Paquímetro digital.

Figura 05 – Paquímetro Digital.

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Dispositivo centralizador. Máquina de ensaios de impacto;

Figura 06 – Máquina universal de ensaios de impacto.

Figura 07 – Máquina universal de ensaios mecânicos.

Cortadeira de amostras.

Figura 08 – Cortadeira de amostras.

Máquina para embutir (prensa embutidora).

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Figura 09 – Máquina para embutir.

Figura 10 – Mesa para lixamento (lixas).

Máquina para polimento.

Figura 11 – Máquina para polimento.

Microscópio óptico – capacidade de ampliação de 100 a 630 Vezes.

Figura 12 – Microscópio Óptico.

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7. DESCRIÇÃO DE ENSAIO

7.1. PREPARAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA

Das 06 amostras que foram temperadas, 02 foram separadas (01 para ensaio de tração e

01 para ensaio de impacto); cementadas em forno a 930°C durante 3 horas, com posterior

resfriamento em óleo.

Das 03 amostras que foram cementadas, uma foi somente cementada, 01 foi temperada

à 880⁰C por 50 minutos, e separadas (para ensaio de tração e para ensaio de impacto) e outra foi

revenida à 300⁰C por 2 horas, e separadas (para ensaio de tração e para ensaio de impacto).

7.2. PROCEDIMENTOS ENSAIO DE TRAÇÃO

1º) Determinar a área da região útil do corpo de prova, levantando características como

diâmetro, largura, espessura, conforme for o caso.

A medição deverá ser feita em três pontos do corpo de prova e, em seguida, deve-se

girar o mesmo a 90º e repetir as três medições. Os valores a serem utilizados no cálculo da área

útil serão sempre os menores que foram mensurados. Também se deve tomar o cuidado para não

efetuar a medição do diâmetro/largura na região próxima ao raio de acabamento da região útil

da peça, visto que nesta posição a leitura será influenciada/deturpada pela presença deste raio

2º) Pintar com tinta apropriada a região ao longo do comprimento de toda a área útil do corpo de

prova.

Atentar para que a largura desta faixa pintada não seja tão demasiada, visto que a

mesma poderá causar interferência na posterior fixação do extensômetro ao corpo de prova,

levando a erros de medição.

3º) Marcar intervalos iguais (no caso de 5 em 5mm) sobre a região que fora pintada

anteriormente através da máquina de traçar.

Esta demarcação preferencialmente deve ser feita de modo centralizado ao longo do

comprimento do corpo. O comprimento da região a ser considerada no alongamento do corpo de

prova após o ensaio de tração é de 5 vezes o diâmetro.

4º) Posicionar o corpo de prova no equipamento universal de ensaios mecânicos.

5º) Instalar/fixar o extensômetro no corpo de prova. Cuidar para que as “garras” de fixação do

extensômetro não sejam posicionadas sobre a faixa que fora pintada com a tinta especial para

demarcação.

6º) Executar o teste e anotar os valores das cargas aplicadas e das respectivas deformações

sofridas pelo corpo de prova.

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7º) Após retirar o corpo de prova da máquina universal de ensaios mecânicos, unir as partes do

corpo de prova e avaliar o alongamento, em m, sofrido pelo mesmo, tomando como referência

as marcas traçadas sobre a tinta de demarcação. Com este valor é possível calcular o

alongamento em termos percentuais.

8º) Ainda com as partes do corpo de prova unidas, medir o diâmetro na região onde ocorreu o

empescoçamento, a fim de avaliar a estricção sofrida.

7.3. ENSAIO DE IMPACTO

1º) Medir a largura do corpo de prova em três ou mais pontos e registrar o menor valor lido.

2º) Medir, através do paquímetro com ponteira especial, a outra dimensão da largura do corpo

de prova, de forma a mensurar na região com o entalhe em V. Nota: medir em três ou mais

pontos e registrar o menor valor lido.

3º) Determinar a área útil do corpo de prova através dos valores encontrados nos passos nº 1 e

2.

4º) Carregar o ponteiro mostrador da máquina universal de ensaio e impacto.

5º) Posicionar, através do dispositivo centralizador, o corpo de prova no alojamento apropriado.

6º) Liberar o pêndulo e registrar o valor indicado no mostrador.

7º) Calcular a energia absorvida pelo corpo por unidade de área.

7.4. PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS METALOGRÁFICAS

1º) Analisar a região onde será cortada a amostra.

2º) Efetuar o corte do corpo de prova, obtendo uma seção transversal e uma longitudinal.

3º) Embutir os pedaços da amostra do corpo de prova.

4º) Lixar a superfície na qual estão visíveis as amostras do corpo de prova. Observação: a

seguinte ordem de lixamento é recomendada (pelo tamanho de grão da lixa): 150, 240, 320, 400,

600. A cada troca de tipo de lixa deve-se girar a amostra em 90º.

5º) Lavar a amostra em água.

6º) Polir a amostra na máquina apropriada utilizando uma pasta a base de diamante.

7º) Lavar em água.

8º) Lavar com álcool.

9º) Secar com algodão.

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7.5. CÁLCULOS E RESULTADOS OBTIDOS

Registro de ensaio de Dureza Rockwell.

Registro de ensaio de Tração.

Registro de ensaio de Impacto Charpy.

1 2 3 4 5

1 74 78,5 77 73 79,5 76,4 HRB

2 30 32,5 30 31 32 31,1 HRC

3 68 66 66 68 68 67,2 HRC

4 58 58 55 55 59 57 HRC

1 2 3 4 5

1 56 54 53 53 58 54 HRB

2 27 29 29 28 30 28,25 HRC

3 67 67 68 67 65 67,25 HRC

4 59 59 59 60 58 59,25 HRC

Identificação

nº

Leituras Obtidas (Impacto)Média

Unidade

de dureza

Identificação

nº

Método de Ensaio Segundo Norma: NBR NM 146-1:1999

Resultados

Unidade

de dureza

Leituras Obtidas (Tração)Média

Comprimento Final Diâmetro final

lo = 40mm (mm)

1 74 78,5 77 73 79,5

2 30 32,5 30 31 32

3 68 66 66 68 68

4 58 58 55 55 59

1 59,89 290,69 452,42 37,9 68,2

2 50,64 367,68 597,62 3,62 4,18

3 50,76 - 913,35 - -

4 50,51 - 1218,91 - -

Alongamento (%)Redução de

Área (%)

Resultados Calculados

Identificaçã

o nºÁrea inicial

Limite de

Escoamento (Mpa)

Limite de resistência

a Tração (Mpa)

Método de Ensaio Segundo Norma: NBR 6892

Resultados Obtidos

Identificaçã

o nº

Dimenções

(mm)

Força de Escoamento

(kgf)

Força de Máxima

(kgf)

1 7,94 x 10 19,7

2 8,11 x 9,96 0,8

3 8,04 x 9,96 0,8

4 8,01 x 10,03 0,7

Método de Ensaio Segundo Norma: NBR 6892

Resultados Obtidos

Identificação nº Dimenções (mm x mm)Energia Absorvida (kgf x

m)

Energia Máxima do Pendulo Utilizado: 294 J

Perda Máxiama de Energia do Pendulo por Atrito: 1,4 J

Entale: V2 x 10

1 79,4 193,19 2,43

2 80,77 7,85 0,10

3 80,07 7,85 0,10

4 80,34 6,86 0,09

Identifica

ção nºÁrea (cm²) Energia Absorvida (J)

Resistência ao Impacto

(J/cm²)

Resultados Calculados

17

7.6. ANÁLISE METALOGRÁFICA DAS AMOSTRAS

As micrografias retiradas das amostras, as quais são mencionadas no decorrer desta

análise, estão dispostas no anexo 01 deste relatório. Desta forma, as referências de coloração

feitas durante a descrição das microestruturas dizem respeito a estas micrografias:

Corpo de prova feito com aço SAE 1020 normalizado. Microestrutura: grãos de ferrita,

perlita (pequena quantidade), e cementita (traços).

Microestrutura: Na análise de microestrutura constituinte pode-se observar Ferrita,

Perlita e Cementita com uma distribuição irregular, característico de material sem tratamento

térmico.

Tamanho de grão: 8 µmm. Micrografia: ver figuras 10 e 1, em anexo.

Corpo de prova feito com aço SAE 1020 Cementado a 930ºC por 3 horas e resfriado em

óleo. Microestrutura: camada com perlita circundado por uma rede de ferrita. Observou-se na

superfície uma camada descarbonetada. No núcleo ferrita e pequena quantidade de perlita,

espessura da camada 0,75 mm. Tamanho de grão: 8 µmm. Micrografia: ver Figura 15 e 16, logo

abaixo.

Corpo de prova feito com aço SAE 1020 Cementado e Temperado a 880ºC por 50

minutos, resfriado em óleo.

Microestrutura: Encontra-se na estrutura desta amostra Martensita, Austenita retida,

ferrita e perlita fina. No núcleo encontramos Martensita, Ferrita Acicular, Ferrita Comum e

pequena quantidade de Perlita Fina. Tamanho de grão: 8 µmm. Micrografia: ver Figura 17.

Corpo de prova feito com aço SAE 1020 Cementado e Temperado a 880ºC por 50

minutos, resfriado em óleo e revenido a 300ºC por 2 horas e resfriado a temperatura ambiente.

Microestrutura: Martensita revenida e Perlita. No núcleo encontramos Martensita, Ferrita

Acicular e Ferrita.

Tamanho de grão: 7 µmm. Micrografia: ver Figura 19.

18

7.6.1 Sequencia de imagens da analise metalográfica, Figura 13 a 20.

Figura 13 - Micrografia da amostra do aço SAE 1020 normalizado com 100x de aumento.

Figura 14 - Micrografia da amostra do aço SAE 1020 normalizado com 500x de aumento.

19

Figura 15 - Micrografia da camada Cementado da amostra do aço SAE 1020 com 100x de

aumento.

Figura 16 - Micrografia da camada Cementado da amostra do aço SAE 1020 com 1000x de

aumento.

20

Figura 17 - Micrografia da camada da amostra do aço SAE 1020 Cementado e temperado

1000x de aumento.

Figura 18 - Micrografia do núcleo da amostra do aço SAE 1020 cementado e temperado com

1000x de aumento.

21

Figura 19 - Micrografia da camada da amostra do aço SAE 1020 cementado, temperado e

revenido com 1000x de aumento.

Figura 20 - Micrografia do núcleo da amostra do aço SAE 1020 cementado, temperado e

revenido com 1000x de aumento.

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8. CONCLUSÃO

Finalmente, a finalidade da realização dos ensaios aqui relatados – que é a de

proporcionar o conhecimento sobre a forma de análise das microestruturas e dos micro-

constituintes dos materiais metálicos empregados em engenharia, suas alterações estruturais

sofridas em virtude da aplicação de tratamentos térmicos e termoquímicos e do comportamento

mecânico resultante destes dois fatores citados anteriormente – o processo de análise, de uma

maneira geral, favoreceu ao entendimento da teoria vista em aula, tendo como foco a visão

prática no assunto.

Amostra natural (sem tratamento térmico): Os testes deste material obtiveram resultados

coerentes com as informações bibliográficas para o SAE 1020. Na análise de microestrutura

constituinte pode-se observar Ferrita, Perlita em pequena quantidade e alguns traços de

Cementita, característico de material sem tratamento térmico.

Amostra cementada a 930ºC: Esta amostra apresentou pequeno alongamento, baixa

resistência ao impacto. Apenas a dureza se manteve próxima aos valores bibliográficos.

O sucesso de um tratamento térmico de aços para produzir uma estrutura predominante

martensítica ao longo de toda a seção reta do material depende principalmente de três fatores: 1.

Composição da liga; 2. Tipo e natureza do meio de resfriamento; 3. Tamanho e forma da

amostra.

Com base nessas informações, observa-se que o tamanho das amostras estava dentro

dos padrões exigidos para os ensaios, já a composição química da liga não foi analisado para

que pudesse ser comparado ao da literatura.

23

9. Bibliografia

Ciência e Engenharia dos Materiais: Uma Introdução, William D. Callister, Jr.

http://w.portalnaval.com.br/upload/img/Convers%C3%A3o%20Durezas.pdf

http://www.matweb.com