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PONTFICIA UNIVESIDADE CATLICA DE MINAS GERAIS

Lucas Gonalves da SilvaNatlia Silva Pinheiro BrancoPedro Brasil Gatasse Kalume

Belo Horizonte, 2014Lucas Gonalves da SilvaNatlia Silva Pinheiro BrancoPedro Brasil Gatasse Kalume

Laboratrio de Materiais de Construo Mecnica: Relatrio de Ensaios Jominy

Relatrio referente s aulas sobre ensaio jominy realizados para disciplina de Laboratrio de Materiais de Construo Mecnica, no curso de Engenharia Mecatrnica, na Pontifcia Universidade Catlica de Minas Gerais.Professora: Sara Silva Ferreira de Dafe

Belo Horizonte, 2014

SUMRIO

1. INTRODUO.........................................................................................................4 2. DESENVOLVIMENTO...........................................................................................5 2.1. Desenvolvimento Teorico.................................................................................52.2. Materiais e mtodos Utilisados........................................................................82.3. Resultados..........................................................................................................93. CONCLUSO..........................................................................................................134. BIBLIOGRAFIA......................................................................................................14

1. IntroduoEnsaio ou teste Jominy consiste num prtico e eficaz ensaio que realizado com o intuito de se verificar a temperabilidade de aos. Este ensaio tambm pode ser denominado ensaio de resfriamento da extremidade e foi desenvolvido por Jominy e Boegehold se caracterizando, devido sua praticidade e eficcia na obteno de resultados satisfatrios atualmente o ensaio mais usado. Ao passar do tempo este ensaio foi passando por uma srie de padronizaes, isto pode ser afirmado devido padronizao pelas normas ASTM (American Society for Testing Materials), SAE (Society of Automotive Engineers), AISI (American Iron and Steel Institute) e no Brasil pela ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas).

2. Desenvolvimento

2.1. Desenvolvimento Terico

O ensaio Jominy amplamente utilizado para avaliar a temperabilidade do ao. A temperabilidade a capacidade que um ao tem de formar martensita, uma fase dura e frgil. Quanto maior for frao volumtrica de martensita, maior dureza o ao apresentar. Quanto maior o teor de carbono presente no ao, a sua temperabilidade tambm ser maior; a adio de elementos de liga tambm pode favorecer um aumento da temperabilidade do ao, acentuando o efeito do carbono. A temperabilidade de um ao pode ser avaliada pelo valor da dureza (neste teste foi usado HRC) ou pelo valor da dureza ao longo de uma dada distncia.Seguindo as normas que descrevem o procedimento para a realizao do ensaio Jominy. Colocamos o corpo de prova no forno a uma temperatura em torno de 930 C por cerca de 20 minutos. Aps esse tempo, o corpo de prova foi retirado rapidamente do forno e colocado no dispositivo onde ocorreu o resfriamento do mesmo. Esse dispositivo composto por um suporte para o corpo de prova na parte superior e por um sistema de resfriamento com gua na parte inferior. Esse dispositivo de resfriamento propicia que as diferentes regies do corpo de prova tenham tambm diferentes taxas de resfriamento. A figura 1 mostra esquematicamente o dispositivo para produzir um corpo de prova de ensaio Jominy.

Figura 1 Dispositivo para produzir um corpo de prova de ensaio Jominy.

A base do corpo de prova ser resfriada rapidamente pela gua o que no ocorre com o topo do mesmo. Aps o resfriamento do corpo de prova, este retificado e so feitas medidas de dureza ao longo de seu comprimento (medindo cada dureza de 2 em 2mm da pea a partir da base). A medida de dureza foi feita em Rockwell C (HRC). A dureza sempre maior junto base do corpo de prova, onde as taxas de resfriamento so mais elevadas. Se o ao apresentar dureza elevada, mesmo em taxas de resfriamento mais baixas, significa que o ao apresenta elevada temperabilidade. Os resultados do ensaio permitem comparar a temperabilidade de diferentes aos e tambm servem como uma maneira de avaliar o ao. A figura 1 mostra esquematicamente o dispositivo para produzir um corpo de prova de ensaio Jominy. A figura 2 mostra os dois corpos de prova usados no teste antes do aquecimento. As figuras 3 mostram em sequncia, como o corpo de prova, foi colocado no dispositivo e como ocorre o resfriamento.

Figura 2 Corpos de prova

Figuras 3 Processo do ensaio Jominy

2.2. Materiais e Mtodos Utilizados

2 corpos de prova, um de ao 1045 e um de ao 4340. Um forno prprio para austenitisar aos. Um dispositivo Jominy (jato dgua). Um durmetro Rockwell C, com um penetrador: Cone de diamante e carga: 150 Kgf.

Para esse teste usamos dois corpos de prova jominy um ao 1045 e um ao 4340, inicialmente foi necessrio ligar o forno e configur-lo para atingir 930C. Assim que a temperatura foi atingida, o corpo de prova foi colocado dentro do forno.Aguardou-se at que o mesmo atingisse 930C novamente e ele foi deixado no forno em repouso durante 20 minutos. O corpo de prova foi retirado do forno e foi colocado rapidamente no equipamento de Jominy, onde permaneceu durante 10 minutos para ser resfriado. Aps o corpo de prova esfriar, marcaram-se as distncias Jominy (2 em 2 mm) e realizou-se o ensaio de dureza nas marcaes, anotando os respectivos valores.

2.3. Resultados

Aps toda a preparao e do teste de jominy realizado, medimos a dureza dos dois corpos de provas testados:

Distncia (mm) \ Dureza (HRC) 10454340

247,547

44650

62749

82447

1024,548

122347,5

1423,547

162147

182146,5

202046

221944

241945

2618,545,5

281844

301745

3216,544

341645

361645

381544

Tendo as durezas medidas montamos um grfico de temperabilidade para cada uma das amostras:

Grfico de Temperabilidade do ao 1045

Grfico de Temperabilidade do ao 1045

Grfico de comparao da Temperabilidade

Vendo os grficos de temperabilidade podemos concluir que o ao 4340 possui uma um temperabilidade melhor do que o ao 1045, isso ocorre devido aos elementos de liga encontrados no ao 4340 o que afasta as curvas TTT para a direita (poderemos ver melhor o efeito dos elementos de liga nos grficos TTT abaixo).

Para efeitos de analise tambm montamos a curva de resfriamento no grfico TTT de cada amostra:

Curva de Resfriamento do ao 1045

Curva de Resfriamento do ao 1045Analisado as duas curvas de resfriamento montadas nos grficos TTT podemos ver porque o ao 4340 tem uma melhor temperabilidade do que o ao 1045 mesmo os dois tem o teor de carbono prximo. Nos grficos TTT vemos que a curva de resfriamento do ao 4340 forma mais martensita que a curva de resfriamento do ao 1045, tendo assim uma dureza maior.

3. Concluses

Depois da realizao do ensaio jominy, podemos concluir que o ao 4340 possui uma temperabilidade maior que o ao 1045, isso ocorre porque no ao 4340 as curvas TTT so afastadas para direito por esse ao possuir elementos de liga, o que possibilita a formao de martensita pura durante mais tempo que no ao 1045.As durezas mximas so muito parecidas por fatores, pois os fatores que influenciaram as duas durezas tambm so bem parecidos como: os dois aos tem uma porcentagem de carbono muito prxima o ao 1045 possui 0,45% de carbono enquanto o ao 4340 possui 0,40% de carbono, e o ponto onde medida a maior dureza o primeiro ponto do corpo de prova o ponto que resfriado mais rpido o que possibilitou a maior formao de martensita.

4. Bibliografia CHIAVERINI, V. Acos e Ferros Fundidos. 4. ed. Sao Paulo: Associao Brasileira de Metais, 1977. CALLISTER, Willian D. Cincia e Engenharia de Materiais: uma introduo. Salt Lake City. Utah: Ltc, 1999.