Ferro carbon

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA I (EM304)
1º Semestre 2005/06

AÇOS 1. Diagrama de Equilíbrio das ligas Fe-C

F. Jorge Lino Alves
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SUMÁRIO
1. 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

O diagrama de equilíbrio ferro - carbono
Formas alotrópicas do ferro Solubilidade do carbono no ferro. Fases ricas em carbono: carbonetos de ferro e grafite. Diagrama estável e metaestável Linhas de temperatura críticasDefinição de estruturas em arrefecimento lento das ligas Fe-C Mecanismos de endurecimento e efeitos nas propriedades mecânicas do aço 1.5.1. Controle da quantidade de carbonetos 1.5.2. Controle dos elementos de liga 1.5.3. Controle da velocidade de arrefecimento

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O aço é o metal mais utilizado por 2 razões: – baixo custo – excelentes propriedades mecânicas Os utilizadores de açofundamentais: – escolha do aço – tratamento do aço enfrentam em geral 2 questões

Para tirar o máximo partido dum aço, é necessário conhecer as suas propriedades em função da sua composição e as modificações provocadas pelos diversos tratamentos.
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PRODUÇÃO DO AÇO

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Produção do aço:
A matéria prima (minério de ferro ou sucata, dependendo do processo) é convertida em aço líquido. • Processocom minério de ferro ⇒ alto forno • Processo com sucata ⇒ forno de arco eléctrico. O aço fundido é vazado em contínuo (ou em lingotes) ⇒ produtos semi-acabados: • brames - secção rectangular para produtos em chapa. • blooms - secção quadrada para perfis.
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Pellets Alto Forno

Carvão

Conversores

Vazamento contínuo Slabs
Transporte

Laminagem quente

Revestimento

Laminagem aFrio

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Vazamento Contínuo

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Linha de Laminagem a Quente
Fornos de reaquecimento

Pré redução 1º enrolamento Linha de redução final Linha de arrefecimento

Enroladores
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Fluxo de Produção
Transporte Luleå Laminagem a Frio

Decapagem

Enrolamento

Aquecimento dos ”slabs” Enrolador Recozimento

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Propriedades & Processos, aço HSLA/C-Mn
ReaquecimentoRoughing mill Coil-box
Re=Sträckgräns Slagseghet

CMn steel HSLA

Acabamento Arefecimento

Bobine

Yield Point

Thoughness

Re=Sträckgräns

Yield Point

Re=Sträckgräns

Yield Point

Re=Sträckgräns

Yield Point

Re=Sträckgräns

Yield Point

Ämnestemp

Temperatur

Deformation

Slutvalstemperatur

Kylningshastighet

Haspeltemperatur

Slab Temp

TemperatureDeformation

Final Rolling Temp

Cooling Rate

Coiling Temp

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Linha de Decapagem
Armazem Soldadura
Secagem

Decapagem lavagem

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1909
Linha de laminado a quente

2000

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Linha de Laminagem a Quente

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Distribuição da Produção SSAB
2002

Laminado a quente 1 285

Laminado a Frio 531

Total 2 353 kton

Pré Reves. Metal. lacado 328209 18

O aço obtêm-se por afinação da “gusa branca” em cuja operação se reduz a percentagem de C de 3.5 a menos de 1%. Esta operação consiste essencialmente num conjunto de oxidações parciais produzidas por: • Acção de uma corrente de ar que atravessa a massa de gusa líquida (afinação por ar); Acção de um óxido de Fe (minério ou sucata) num forno de soleira (afinação por soleira) ou no fornoeléctrico (afinação eléctrica).

•

A eliminação do C é realizada por uma “oxidação” em que o C se transforma em óxido de C e em gás carbónico. A acção do O2 sente-se também sobre outros constituintes da gusa, tais como o Mn, Si e o P, que também se oxidam e eliminam quer parcialmente quer completamente.
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Por outro lado, também o Fe é oxidado parcialmente, o que é indesejável por doismotivos: 1. 2. Reduz o rendimento da operação; A presença do FeO diminui as propriedades mecânicas do aço.

Torna-se então necessário que após as oxidações parciais se realize uma “redução” do FeO formado. É neste período de redução do FeO que se poderá eliminar o S, cujo conteúdo se mantém praticamente inalterável durante a oxidação. OXIDAÇÃO + REDUÇÃO “AFINAÇÃO” DA GUSA

Oxidação Redução...