Templabilidad

TEMPERABILIDADE

Temperabilidade dos aços é a propriedade que determina a profundidade e distribuição da dureza induzida pela têmpera. Aços que exibem profunda penetração da dureza são considerados como de alta temperabilidade, enquanto que aqueles que exibem baixa penetração da dureza são considerados de baixa temperabilidade. Como o objetivo primário na têmpera é a obtenção de endurecimentosatisfatório a uma determinada profundidade, segue-se que a temperabilidade é usualmente o fator mais importante na seleção do aço para peças a serem tratadas. Temperabilidade não deve ser confundida com dureza, bem como com dureza máxima. A máxima dureza atingível por qualquer aço depende somente do teor de carbono. Na Figura 1 apresenta-se as máximas durezas alcançadas com a têmpera, em função doteor de carbono e quantidade de martensita.

Figura 1: Durezas X teor de carbono X teor de martensita

Basicamente, as unidades de temperabilidade são aquelas da taxa de resfriamento, por exemplo OC/s. Estas taxas de resfriamento, relacionadas ao comportamento de resfriamento contínuo do aço, determinam a dureza e aspecto microestrutural da têmpera. A temperabilidade do aço é governada quaseinteiramente pela composição química (carbono e conteúdo de liga) na temperatura de austenitização e o tamanho de grão austenítico no momento da têmpera. Em alguns casos, a composição química da austenita pode não ser aquela determinada por análises químicas, porque

alguns carbonetos podem não ser dissolvidos na temperatura de austenitização. Tais carbonetos poderiam contribuir na análisequímica, mas como não estão dissolvidos na austenita, nem o carbono nem os elementos de liga presentes nele, contribuem com a temperabilidade. Em adição, pela facilitação da nucleação de produtos de transformação, os carbonetos não dissolvidos podem decrescer a temperabilidade. Isto é especialmente importante em aços alto carbono (0,5 a 1%) e aços ligados cementados, que podem conter excesso decarbonetos na temperatura de austenitização. Consequentemente, fatores como temperatura de austenitização, tempo e temperatura e microestrutura original são algumas vezes variáveis muito importantes na determinação da temperabilidade básica de um aço específico. Na tabela 1, são apresentados os valores das severidades de têmpera para vários meios. Quanto maior o valor, maior a capacidade de resfriamentoda peça. Na Figura 2 verifica-se o relacionamento entre dureza e resistência dos aços.

Tabela 1: Severidades de têmpera para vários meios de resfriamento

Figura 2: Dureza X resistência dos aços.

MEDIDAS DA TEMPERABILIDADE

Nas figuras 3 a 6 são apresentadas as curvas em U referentes 'as durezas apresentadas nas seções transversais de barras de vários diâmetros, de um aço ligado e umnão ligado, temperadas em água e óleo.

Figura 3: Curvas em U para o aço AISI 1045 resfriado em água.

Figura 4: Curvas em U para o aço AISI 1045 resfriado em óleo.

Figura 5: Curvas em U para o aço AISI 6140 resfriado em água.

Aço AISI 6140: 0,42%C-0,73%Mn-0,94Cr-0,17V

Figura 6: Curvas em U para o aço AISI 1045 resfriado em óleo.

Tais ensaios requerem que os comprimentos dasbarras sejam no mínimo 5X o diâmetro das mesmas. As dificuldades operacionais relativas a esses ensaios, levaram ao desenvolvimento de testes mais simples, tal como o ensaio Jominy, cujo esquema está apresentado nas figuras 7 e 8.

Figura 7: Esquema do ensaio Charpy e exemplo de curva obtida.

Figura 8: Esquemas de corpos de prova Charpy.

Na Figura 9 apresenta-se um esquema de um corpo deprova Charpy retificado e a respectiva curva de durezas produzidas ao longo do corpo

Figura 9: Corpo de prova Charpy e curva correspondente.

Na Figura 10 e 11 são mostradas as várias curvas obtidas para diferentes tipos de aços, no ensaio Charpy. Verifica-se que as durezas iniciais, referentes 'a extremidade resfriada rapidamente, são as mesmas para os aços que tem o mesmo teor de...