tratamentos termicos e termoquimicos - parte a - capitulo 01-02-07 - 17 - golpaert, h

7/27/2019 Tratamentos Termicos e Termoquimicos - Parte a - Capitulo 01-02-07 - 17 - Golpaert, H.

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TRATAMENTOS TRMICOS E TERMOQUMICOS

Marco Antonio dos Santos

Metalografia dos Produtos Siderrgicos Comuns Hubertus Colpaert


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Metalografia dos ProdutosSiderrgicos Comuns

Captulo 1

O Ao como Material



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No foi includo naestrutura ao lado os

materiais denominados

nanomateriais com

dimenses da ordem denanmetros (10-9m).



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O ferro um elemento que sofre transformao alotrpica: estrutura cbica

de corpo centrado (da temperatura ambiente at 910 0C); estrutura cbica de

face centrada (de 910 0C at 1394 0C); acima de 1394 0C volta a ter estrutura

cbica de corpo centrado.

Metalografia dos Produtos Siderrgicos Comuns

Hubertus Colpaert


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Diagrama de fases Fe-C tambm conhecido como diagrama meta-estvel , j que ocarbono ou est solvel nas fases gama () e alfa () ou ento combinado formando aCementita (Fe3C).


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Fe+Fe3C

Fe+Fe3C

L+Fe3C




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Macrografia: tcnica metalogrfica muito usada para a avaliao damacroestrutura, incluses no metlicas e defeitos de origem de processo dos

materiais.Metalografia dos Produtos Siderrgicos Comuns Hubertus Colpaert




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Em geral, um dos principais objetivos da adio de elementos de ligas nosaos, o aumento das propriedades mecnicas. Entretanto, algumas destas podem

se contrapor: resistncia mecnica e tenacidade fratura.


Hubertus Colpaert




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Captulo 2

Os Processos de Produo de Ao


Hubertus Colpaert


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H atualmente, duas vias para produzir ferro a partir de minrio de ferro: o alto-forno e os processos por reduo direta.





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O gusa lquido como mtodo de obteno do ferro a partir de minrio de ferro processo mais usado atualmente.





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Processos antigos de produtos ferrosos: ferro pudlado (por forjamento),com baixo teor de carbono (0,2%C) obtido no estado pastoso e contendo

numerosas partculas de escria; ferro de pacote (produto de qualidade

inferior, fabricado geralmente com pedaos de ferro pudlado e de ao com

pouco carbono, aglomerados a quente).



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Ferro Pudlado: observe a grande quantidade de incluses e escrias do processode fabricao. Hoje, tem apenas valor histrico.


Hubertus Colpaert




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Ferro Pudlado: Observa-se que as incluses foram alongadas na direo deforjamento.





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Na Figura 2.6 observam-se dois tipos de fornos do tipo Conversor para a

fabricao do ao.





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As principais reaes que ocorrem durante o refino e preparao do ao so deoxidao, decorrentes do sopro de oxignio e da presena de uma escria, formada

por cal que adicionada e por produtos das reaes de oxidao.


Hubertus Colpaert




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Observe que na Tabela 2.1, em particular, o equilbrio entre carbono e oxigniodissolvidos no ao e FeO na escria tem implicaes importantes na eficincia do

processo: quanto maior o teor de FeO na escria, tanto mais ferro perdido no

processo. O processo Q-BOP apresenta vantagem significativa sobre o processoLD, neste aspecto. A modificao dos conversores LD, permitindo o sopro de gs

inerte pelo fundo do conversor permitiu melhorar o rendimento metlico destes

conversores, aproximando-os dos conversores Q-BOP, Figura 2.8.


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Na Figura 2.8 observa-se que o rendimento do conversor LD com soprocombinado (sopro de gs inerte pelo fundo do conversor) aproxima-se do rendimento

do conversor Q-BOP, no fim do sopro.


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O diagrama de equilbrio acima permite observar que a solubilidade do oxigniono ferro lquido, a 1600 0C de cerca de 0,2 %. A baixa solubilidade de oxignio no

ferro slido exige, entretanto, cuidados especiais de desoxidao e pode dar origem

a defeitos nos produtos de aos.


Hubertus Colpaert


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Na Figura 2.11 observa-se um forno de panela para Refino Secundrio do ao.Neste caso, o ao pode vir de um conversor, para a panela de Refino Secundrio.





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Hubertus Colpaert


Captulo 7

Fases e Constituintes de Equilbrio

Sistema Fe-C


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Hubertus Colpaert



Na Figura 7.1 observa-se o diagrama de equilbrio meta-estvel Fe-C. O termometa-estvel significa que o carbono se apresenta em geral combinado com o ferro,formando a cementita (Fe3C).


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Na Figura 7.3 tem-se a microestrutura de um ao de teor de carbono extrabaixo (praticamente, 0,0 %C). Este tipo de material tem dureza bastante baixa.Quando o tamanho de gro suficientemente grande, pode ser empregadocomo anis de vedao metal-metal na indstria de petrleo, onde importanteque o anel se deforme ao se apertar a conexo para que a vedao seja obtida.


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Na figura 7.4 tem-se um ao do tipo IF (livre de intersticiais) submetido ao

tratamento trmico de recozimento, com dureza em torno de 33-36 HRB, limite de

escoamento da ordem de 150 MPa e limite de resistncia por volta de 315 MPa.


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Na figura 7.5 tem-se um ao do tipo IF (livre de intersticiais) submetido ao

tratamento trmico de recozimento, com dureza em torno de 33-36 HRB, limite

de escoamento da ordem de 150 MPa e limite de resistncia por volta de 315

MPa. Observa-se uma pequena incluso no-metlica (TiN).

M A i d S


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Outras combinaes de composies qumicas, como no caso de aos para

fins eltricos (item 7, Captulo 12) contendo silcio, tambm podem ter

microestrutura completamente ferrtica, Figura 7.6.

M A t i d S t


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Elementos Estabilizadores da Ferrita: Alguns elementos quando dissolvidos no ferro,tendem a estabilizar a estrutura CCC em relao a estrutura FCC (restringem a formaoda austenita - campo austentico fechado). Neste caso, temos como exemplo, o Si, Al.,Be e P, junto com os elementos formadores de carbonetos, como Ti, Mo e Cr, Figura 7.7.Em outros casos, o campo austentico interrompido pela formao de compsitos deferro (por exemplo, B, S, Ta, Zr e Nb fazem parte deste elementos).

M A t i d S t


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Austenita: Na Figura 7.8 observam-se etapas de formao da austenita a partir

da ferrita em uma ao IF (40 ppm C). Imagens obtidas em um microscpio de

aquecimento.


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Na Figura 7.9 observam-se os contornos de gro da austenita,

empregando-se a tcnica metalogrfica de ataque trmico por oxidao

(contornos de gro da austenita que existiam antes do ao ser resfriado).

M A t i d S t


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Elementos Estabilizadores da Austenita: Alguns elementos quando dissolvidos noferro, tendem a estabilizar a austenita (campo austentico aberto), Figura 7.10.Estes, so elementos que aumentam a faixa de temperatura para a austenita estvel( pela diminuio da temperatura de transformao e aumento datemperatura de transformao ). Os principais elementos neste grupo so oMn, Cu e o Ni. Outros elementos expandem o campo austentico at a formao deum composto com o ferro ( por exemplo, o C e o N).



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Cementita: Quando a solubilidade do carbono na ferrita ultrapassada, a

cementita comea a aparecer na estrutura do ao. Aos para conformao

mecnica, com baixo teor de carbono, normalmente apresentam a cementita

dispersa na matriz, como uma segunda fase, Figura 7.11.


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Hubertus Colpaert



Perlita: O diagrama de equilbrio Fe-C apresenta um equilbrio eutetide entre

ferrita, cementita e austenita, a 723 0C. Aos com teores de carbono maissignificativos sofrem, na temperatura de 723 0C, uma transformao eutetide,dando origem a um constituinte conhecido como perlita, Figura 7.12.


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Hubertus Colpaert

Na Figura 7.13, observa-se uma representao esquemtica da

transformao da austenita para perlita para um ao de composio eutetide

(ao perltico). Estes aos so usados, por exemplo, na fabricao de trilhos e

rodas ferrovirias.



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As Figuras 7.14 a 7.19 apresentam alguns exemplos da microestrutura

perltica. Como o plano da metalografia corta as diferentes colnias de perlita

formando diferentes ngulos com as lamelas, o espaamento das lamelas

parece variar, como mostra a Figura 7.14.


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Hubertus Colpaert

O espaamento das lamelas de perlita afetado pela velocidade deresfriamento (taxa de nucleao da perlita) ou pela temperatura em que a perlita formada (taxa de nucleao da perlita). Quanto maior a taxa de resfriamento emenor a temperatura de transformao eutetide, mais fina ser perlita, Figura7.15



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Hubertus Colpaert

Na Figura 7.16, observa-se o efeito da taxa de resfriamento no

espaamento inter-lamelar da perlita.





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Na Figura 7.17, observa-se o efeito da taxa de resfriamento no

espaamento inter-lamelar da perlita (perlita com espaamento inter-lamelar

maior - menor taxa de resfriamento). VerFigura 7.16.

M A t i d S t


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Hubertus Colpaert



Ao de composio eutetide contendo colnias de perlita, Figura 7.18. O

giro do corpo de prova pode facilitar a observao do carter lamelar da perlita.



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Hubertus Colpaert



Ao de composio eutetide resfriado muito lentamente. Observe que a

estrutura mais grosseira, Figura 7.19.


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Hubertus Colpaert

Regra da Alavanca: Pelo diagrama da Figura 7.20, aplicando a regra da alavanca,

podemos determinar a quantidade de fases para qualquer composio de liga.f= massa de ferrita/massa de ao e fcem= massa de cem/massa de ao

%Cao= %C.f+ %Ccem.fcemf= (%Ccem-%Cao)/(%Ccem - %C) e fcem= (%Cao - %C)/(%Ccem -%C)



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A Figura 7.21 apresenta as fraes de fases e de constituintes, em

equilbrio, calculadas de acordo com regra da alavanca, no sistema Fe-C.



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Hubertus Colpaert


Na Figura 7.22 observam-se os diferentes estgios de resfriamento, a

partir do campo austentico at temperatura ambiente, de um ao ao carbono

hipoeutetide.



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Hubertus Colpaert


As Figuras 7.23 a 7.30 apresentam o aspecto tpico de aos

hipoeutetides resfriados lentamente ou, no mximo, normalizados.



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Hubertus Colpaert


Observar que, na Figura 7.24, a quantidade de perlita est aumentando

com o teor de carbono (reas escuras na foto-micrografia).



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Hubertus Colpaert


Microestrutura de um ao baixo carbono resfriado ao ar, contendo ferrita e

perlita (submetido ao tratamento trmico de normalizao), Figura 7.25.



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Hubertus Colpaert


Na figura acima tem-se um ao ao carbono contendo 0,15% C. Observe

que a quantidade perlita maior.



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Hubertus Colpaert


Na figura acima tem-se um ao ao carbono com 0,30% C, resfriado

lentamente.



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Hubertus Colpaert


Ao contendo 0,45% C com microestrutura grosseira caracterstica de

resfriamento lento. Observe a microestrutura lamelar da perlita.


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Hubertus Colpaert

Observe na Figura 7.29 o detalhe ampliado da microestrutura do ao ao

carbono com teor de carbono de 0,5% (ferrita pr-eutetide em contorno de

gro e perlita).



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Hubertus Colpaert


Na Figura 7.30, o ao com 0.7%C pode ser considerado um ao perltico,

uma vez que a ferrita se restringe a poucas reas nos contornos de gro.



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Hubertus Colpaert


Na Figura 7.31 observam-se os diferentes estgios de resfriamento, a

partir do campo austentico at temperatura ambiente, de um ao ao carbono

hipereutetide.



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Hubertus Colpaert


Observe o detalhe da

microestrutura do ao ao

carbono hipereutetide

(cementita de contorno de

gro pr-eutetide), Figura

7.33.

TRATAMENTOS TRMICOS E TERMOQUMICOSMarco Antonio dos Santos


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Hubertus Colpaert


Observa-se o uso de

um reagente mais adequado

para facilitar a identificao

metalogrfica da cementita

(reas pretas), Figura 7.35.


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Captulo 17Ferros Fundidos Comuns


Hubertus Colpaert



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Na Figura 17.1 observa-se o diagrama de equilbrio ferro-carbono estvel,ou seja, o carbono se apresenta principalmente na forma livre (grafita) dentro damatriz ferritica, perlittica e ou ferrtica-perltica. Este diagrama, na verdade umdiagrama ternrio (Fe-C-Si).


Hubertus Colpaert




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Hubertus Colpaert

Na Tabela 17.1 observam-se diferentes tipos de ferros fundidos e suas

caractersticas microestruturais.




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.2 tem-se um exemplo do teste de cunha para avaliao dascaractersticas de um ferro fundido cinzento (Norma ASTM A 367). A relaoentre a parte puramente branca (profundidade) e a parte total de coquilhamento(profundidade total, ou seja, zona branca + zona mesclada) determina, emgeral, as caractersticas da pea fundida com esta liga.




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Hubertus Colpaert

A velocidade de resfriamento do ferro fundido cinzento afeta amicroestrutura obtida. A Figura 17.3 apresenta o perfil de dureza ao longo deuma cunha fundida de acordo com a Norma ASTM A 367.




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.4 observa-se o efeito da taxa de resfriamento sobre atemperatura de solidificao do euttico estvel e do euttico metaestvel emferros fundidos.



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Na Figura 17.6 observa-se os campos de composio qumica tpica dosferros fundidos mais comuns.





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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.7 observa-se o efeito do teor de silcio na reduo do teor decarbono no euttico.




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Hubertus Colpaert

Na Tabela 17.2 tem-se o potencial dos elementos grafitizantes e nografitizantes nos ferros fundidos.




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.8 apresenta-se o diagrama que mostra o tipo de

microestrutura esperada em funo dos teores de carbono, silcio e carbono

equivalente.



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Hubertus Colpaert

Ferro Fundido Branco: Na Figura 17.9 tem-se o diagrama ferro-carbono

metaestvel e os respectivos constituintes dos ferros fundidos brancos.



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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.10 observa-se o modelo esquemtico da formao daledeburita (euttico do ferro fundido branco).




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.11.a tem-se uma fotomicrografia de um ferro fundido branco

de composio hipoeuttico.




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.11.b tem-se uma fotomicrografia de um ferro fundido branco de

composio hipoeuttica (carbono equivalente menor).





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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.12 observa-se um detalhe da microestrutura apresentada naFigura 17.11.b.




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Na Figura 17.13 observa-se uma estrutura sem a presena de ledeburitapara uma liga Fe-C com cerca de 2 %C.





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Hubertus Colpaert

Observe na microestrutura do ferro fundido branco hipoeuttico as longasdendrtas de austenita, conseqncia do resfriamento rpido da pea fundida,Figura 17.14.




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.15 tem-se um ferro fundido branco de matriz hipereuttica.

Observe os longos cristais de cementita pr-euttica (cementita primria).




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Hubertus Colpaert

A Figura 17.16 uma ampliao da microestrutura do ferro fundido brancohipereuttico apresentada na Figura 17.15 anterior.




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.17 foi colocado em destaque a cementita do ferro fundido

hipereuttico, atravs de um ataque qumico com o reativo de picrato de sdio.




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Hubertus Colpaert

Detalhes da, ledeburita transformada, da regio euttica de um ferrofundido branco, Figura 17.18





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Detalhes da, ledeburita transformada, da regio euttica de um ferro fundido

branco, Figura 17.19





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Ferro Fundido Cinzento: Quando as condies de composio qumica e develocidade de resfriamento so adequadas solidificao do euttico estvel,forma-se a grafita. A morfologia mais comum da fase grafita, neste euttico, agrafita lamelar, Figura 17.20.


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Caractersticas da Grafita: A grafita um constituinte especial em

produtos siderrgicos, por ter propriedades bastante caractersticas :

Enquanto a densidade das fases slidas do ferro, da cementita e mesmo departe dos carbonetos de elementos de liga comuns bastante semelhante, nafaixa de 7 a 8 g/cm3, a densidade da grafita de aproximadamente 2,27 g/cm3.

A condutividade trmica temperatura ambiente da ferrita (depende dacomposio qumica) varia entre 30 - 80 W/mK enquanto que a da grafita, que

depende da orientao em relao estrutura cristalina, varia entre 10 - 2000W/mK (Helsing, J. and Grimvall, G. ).



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Efeitos das Caractersticas da Grafita

Ferros fundidos podem ter extraordinria condutividade trmica comomostra a Tabela 17.3, caracterstica muito til em aplicaes como:

blo co s d e moto res o u peas de sist emas de f reio d e vecu los .

A presena da grafita na microestrutura pode produzir significanteamortecimento de vibraes devido ao movimento relativo entre agrafita e a matriz. Isto leva a uma srie de aplicaes em que o uso do

ferro fundido cinzento muito vantajoso em relao ao ao: base degrandes mqu inas (torn os m ecnic os , pr ensas, fur adeiras de grand e

po rte, etc.); moto res autom otivo s (mo tores de autom veis, cam inhes,

mqu inas automo tiv as pesadas, mqu inas agrco las , etc .).



Hubertus Colpaert


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Efeitos das Caractersticas da Grafita

As transformaes de fase em que ocorre a formao de grafita podemapresentar uma grande variao de volume, o que poder provocarexpanso, em algumas etapas da solidificao.

A grafita pode atuar como um lubrificante natural durante a usinagem,

alm de propiciar a quebra de cavacos, tornado algumas destas ligasextremamente fceis de usinar e capazes de produzir acabamentosuperficial muito bom.


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Efeito do Silcio na Estabilidade da Grafita: As adies de silcio tmimportante efeito para garantir a estabilidade da grafita. Na Figura 17.21,observa-se uma projeo no plano (%C - T) do diagrama ternrio Fe-C-Sique resume as principais influncias do silcio, ou seja, das adies desilcio:

1. Diminuem a solubilidade do carbono na austenita, mantendo mais carbonona liga fundida.

2. Aumentam a temperatura do euttico estvel (austenita - grafita), Figura17.7.

3. Aumentam o campo de estabilidade da grafita, favorecendo sua

precipitao. Por outro lado, a composio do lquido euttico deslocadapara menores teores de carbono.





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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.21 tem-se o diagrama estvel ferro-carbono e o efeito do silcio

em suas linhas de equilbrio.



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Hubertus Colpaert

A evoluo microestrutural dos ferros fundidos em que ocorre a precipitaode grafita bastante complexa, o que atestado pelo fato de que os ferros

fundidos nodulares s foram desenvolvidos em meados do sculo XX. Na

Figura 17.22 observa-se a evoluo trmica de um ferro fundido cinzento, bem

como sua evoluo microestrutural (ver tambm a Figura 17.5 ).




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Tipos de Grafitizao: Nos ferros fundidos em que existe grafita, a anlise dodiagrama de fases indica que esta fase pode se formar a partir de:

Durante a solidificao, seja como fase pr-euttica, no caso de ferrosfundidos hipereutticos ou no euttico austenita - grafita.

A partir da austenita, medida que a temperatura reduzida abaixo datemperatura de reao euttica e a solubilidade do carbono na austenita reduzida.

Na decomposio da austenita em ferrita e grafita, quando a composio

qumica tal que a cementita desestabilizada.

A partir da cementita da perlita, quando ocorre grafitizao na faixa de 700 0C.

Q


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Adicionalmente, no caso de ferros fundidos maleveis, a grafita pode seformar pela decomposio (grafitizao) da cementita formada em ferrofundido branco, atravs de um tratamento trm ico pro longado de recozimento(tratam en to trm ic o de maleab il izao).

No caso da precipitao pr - euttica, no lquido, ou durante a reaoeuttica, a presena de ncleos para a formao da grafita um fator crtico nadefinio da morfologia, distribuio e tamanho da grafita formada ( lembrar oconceito de nucleao heterogenea).

A Figura 17.23.a mostra o aspecto da grafita lamelar em um ferro fundido

cinzento submetido a um ataque qumico profundo, de modo a dissolver ometal e deixar intacta a grafita. Na Figura 17.23.b tem-se uma reconstruotridimensional da grafita lamelar (tcnica de FIB - Focused Ion B eam ; Feixe deIon s Focal izado ).


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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.23.a observa-se a grafita lamelar, aps um ataque qumicoprofundo para dissolver todo o metal (deixando intacta a grafita), permitindouma melhor visualizao da estrutura da grafita.



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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.23.b observa-se a representao tridimensional da grafita

lamelar de um ferro fundido cinzento.



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Tipos de Grafitas: A norma ASTM A 247 e a norma ISO 945 so freqentemente

adotadas para a classificao da forma e dimenso da grafita em ferros

fundidos. Para os ferros fundidos cinzentos, a grafita lamelar classificada em

cinco tipos principais (A, B, C, D e E), Figuras 17.24 a 17.29.


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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.24.b tem-se a fotomicrografia de uma amostra, polida e sem

ataque, de um ferro fundido cinzento com grafita do tipo A (preferencial).





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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.25.a tem-se um exemplo da grafita tipo B (em geral

indesejada) como apresentada pela norma ASTM A 247.





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Hubertus Colpaert


ataque, de um ferro fundido cinzento com grafita do tipo B (em geral no

recomendada).

OS COS OQU COS




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.26.a tem-se um exemplo da grafita tipo C (indesejada) como

apresentada pela norma ASTM A 247. Em aplicaes tecnolgicas, a grafita do

tipo C no permitida nos ferros fundidos cinzentos.

Q




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ataque, de um ferro fundido cinzento com grafita do tipo C (no recomendada).




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.27 tem-se a fotomicrografia de uma amostra, polida e sem

ataque, de um ferro fundido cinzento com grafita do tipo C (no recomendada).




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.28.a tem-se um exemplo da grafita tipo D como apresentada

pela norma ASTM A 247. Em aplicaes tecnolgicas, a presena da grafita do

tipo D pode gerar problemas em determinadas casos.




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ataque, de um ferro fundido cinzento com grafita do tipo D (grafita nucleada sob

taxas de resfriamento alta). A presena desta grafita pode gerar problemas.





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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.29.a tem-se um exemplo da grafita tipo E (indesejada) como

apresentada pela norma ASTM A 247. Em aplicaes tecnolgicas, a grafita do

tipo E no permitida nos ferros fundidos cinzentos.




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Hubertus Colpaert


ataque, de um ferro fundido cinzento com grafita do tipo E (grafita indesejvel).

A presena desta grafita provoca fratura intergranular na pea.



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Tamanho da Grafita: A Norma ASTM A 247 classifica as grafitas nos ferros

fundidos cinzentos no s pela forma mas tambm pelo tamanho, Figuras 17.30

e 17.31. Esta classificao representada pelos nmeros ASTM 1, 2, 3, 4, 5, 6,

7 e 8. O tamanho da grafita decresce com o aumento do nmero ASTM.


Hubertus Colpaert




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.31 observam-se grafitas de tamanhos pequenos (maisrefinadas). Em geral, grafitas mais grosseiras aumentam a fragilidade dos ferrosfundidos cinzentos.




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.32 observa-se um modelo para o crescimento das clulas daliga de composio euttica (ferro fundido cinzento).


107108




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Hubertus Colpaert

Na Figura 17.33 observa-se a relao entre o nmero de gros ou colnias

eutticas e o grau de superesfriamento (ver tambm o efeito do teor de enxofre)

da liga solidificada.




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Hubertus Colpaert

Microestruturas dos Ferros Fundidos Cinzentos: A microestrutura dos ferrosfundidos cinzentos depende principalmente da composio qumica (entre oselementos mais importantes esto o carbono e o silcio ). Notar que a taxa deresfriamento tambm um fator importante. Na Figura 17.34 tem-se umexemplo de um ferro fundido cinzento hipoeuttico.




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Na Figura 17.35 observa-se uma microestrutura de um ferro fundido

cinzento resfriado lentamente. Microestrutura hipoeuttica apresentando

dendrtas de ferrita.




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Na Figura 17.36 tem-se a microestrutura de um ferro fundido cinzento onde

observa-se claramente a grafita lamelar. Vercolnia euttica na Figura 17.32.




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Na Figura 17.37 tem-se a microestrutura de um ferro fundido cinzento onde

observa-se claramente a grafita lamelar. Vercolnia euttica na Figura 17.32




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Na Figura 17.38 observa-se um ferro fundido cinzento com matriz perltica

e grafita tipo A.




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Na Figura 17.39 observa-se a microestrutura resultante de um tratamento

trmico de austmpera interrompida (matriz ausferrita) em um ferro fundido

cinzento.




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Na Figura 17.40 observa-se a microestrutura resultante de um tratamento

trmico de austmpera mal conduzido.


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Eutticos Contendo Fsforo: No sistema ferro-fsforo existe um euttico entre aferrita e o fosfeto de ferro ( Fe3P). Este euttico ocorre a aproximadamente 10500C, com um lquido de cerca de 9,7% de fsforo. Sauveur props que este

euttico fosse chamado de esteadita, por ter sido primeiro descrito porStead.

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Na Figura 17.42 observa-se o euttico ternrio Fe-C-P em ferro fundido

cinzento. As vezes chamado tambm de esteadita de forma equivocada. Na

Figura 17.41 observa-se a composio qumica do euttico ternrio Fe-C-P.





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cinzento. Foi usado um reativo qumico diferente para atacar a cementita.



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cinzento. Foi usado um reativo qumico diferente para atacar a cementita e o

fosfeto de ferro.



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Microestrutura de Ferros Fundidos: Quando a grafitizao suficientemente alta

(nos ferros fundidos cinzentos) as dendritas resultantes, temperatura

ambiente, so de ferrita, Figura 17.45.




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Na Figura 17.46 observa-se um ferro fundido cinzento com grafita do tipo A

e esteadita (euttico fosforoso).


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Na Figura 17.48 observa-se a microestrutura de um ferro fundido cinzento

de matriz hipereutectide.



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Ferro fundido cinzento com matriz ferrtica. Observe que a grafita do tipo

A, Figura 17.48.


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Na Figura 17.51 tem-se um ferro fundido que sofreu coquilhamento. O

resultado, neste caso, foi a presena de ledeburita na microestrutura (ferro

fundido denominado tambm de ferro fundido mesclado).




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Ferro fundido cinzento com matriz principal constituda de perlita. Veja

tambm o constituinte esteadita (euttico formado por ferrita e fosfeto de ferro).

Este euttico tambm conhecido como euttico pseudobinrio.



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contendo um euttico ternrio Fe-C-P (ferrita - fosfeto de ferro - cementita). Este

euttico tambm conhecido como euttico de gro fino.




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de composio euttica.



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Na Figura 17.55 observa-se o efeito do tratamento trmico de recozimento

no ferro fundido cinzento (bruto de solidificao). Observe que a matriz passou

a ser ferrtica (verFigura 17.54).




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Na Figura 17.56 observa-se um ferro fundido cinzento bruto de fuso

contendo ferrita, perlita, esteadita e grafita do tipo A.



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Observe, na Figura 17.57, que o tratamento trmico de recozimento no

ferro fundido cinzento da Figura 17.56, modificou a proporo entre a ferrita e a

perlita do mesmo material bruto de fuso.



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aps um tratamento trmico de recozimento a 1000 0C.



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O efeito do enxofre freqentemente controlado atravs do ajuste do teor

de enxofre atravs de relao emprica do tipo: % Mn = 1,7 x (% S) + 0,3 %.Uma ferramenta adicional sugerida porGoodrich et al o controle do produto desolubilidade do sulfeto de mangans, de modo a garantir que no ocorraprecipitao deste sulfeto acima da temperatura lquidus doferro fundido, Figura17.59.


Hubertus Colpaert



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Referncias Bibliogrficas

Helsing, J. and Grimvall, G., Thermal Conductivity of Cast Iron: Models andAnalysis of Experiments. Journal of Apllied Physics, V. 70 (3), pp. 1198-1206,1991.

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Velichko, A. and Mcklich, F., 3D Analysis of Complex Microstructures,Quantification and Classification by FIB/SEM - Nanotomography, G.I.T.Imaging & Microscopy, V.3, pp. 40-42, 2007.

Sauveur, A., Metallography and Heat Treatment of Iron and Steel, 4a Edio,New York: McGraw-Hill, 1935.

Mulpetre, O., The Life of Mr. W. T. Stead: Editor of The Pall Mall Gazette.2001, http://www.attackingthedevil.co.uk/worksabout/kensitbook, 2001.


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Referncias Bibliogrficas

Goodrich, G. M., Oakwood, T. G. and Gundlach, R. B., How do Manganese,Sulfur Levels Affect Gray Iron Properties?, Modern Castings, V. 96, pp. 42-44,2006.

tratamentos termicos e termoquimicos - parte a - capitulo 01-02-07 - 17 - golpaert, h

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