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Grupo encruamento e recozimento
O documento discute os mecanismos de endurecimento em metais, incluindo encruamento, recuperação, recristalização e crescimento de grãos. É apresentado o efeito desses processos na microestrutura e propriedades mecânicas de aços após deformação plástica e tratamentos térmicos.
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Grupo encruamento e recozimento
- 1. Encruamento, Recuperação, Recri stalizaçãoe Crescimento de grãos Thiago Lu Pedro Jaeger Felipe Monteiro Jonas Bortolotto André Paiva
- 2. INTRODUÇÃO • Mecanismos deendurecimento 1- Solução sólida 2- Precipitação 3- Encruamento 3.1 – Recuperação 3.2 – Recristalização 3.3 – Crescimento de grão
- 4. Encruamento • O queé • Causa
- 5. Encruamento • σv = K × δn • Coeficiente de encruamento • Coeficiente de resistência • Deformação verdadeira • Tensão verdadeira
- 6.
- 7. Encruamento Material Condição Coeficiente de Coeficiente de Encruamento Resistencia (MPa) Aço com 0,05% C Recozido 0,26 530 SAE 4340 Recozido 0,15 640 Aço com 0,6% C Temp. e Revenido 0,10 1570 a 540 graus C Aço com 0,6% C Temp. e Revenido 0,19 1230 a 705 graus C Cobre Recozido 0,54 320 Latão 70/30 Recozido 0,49 900
- 8.
- 9. Recuperação Durante o recozimentode um metal encruado podem ocorrer os seguintes fenômenos: • Recuperação • Recristalização • Crescimento de grãos
- 10. Recuperação • Rearranjo dasdiscordâncias • Estrutura permanece irregular e metaestável • Força motriz: Energia interna armazenada no processo de trabalho a frio
- 11. Recuperação • Não sofregrande alteração nas propriedades mecânicas • Resistência elétrica pode voltar ao normal • Processo de Poligonização • Subgrãos
- 12.
- 13. Recristalização • Completa eliminaçãodos efeitos da deformação plástica • Nucleação pelo movimento das paredes poligonais e aumento da angulação do contorno • Energia de ativação ΔGr
- 14. Recristalização onde γsl = energia de superfície associada ao grão recristalizado ΔGv = diferença de energia de volume entre o material recristalizado e o material deformado Θ = ângulo diédrico ΔGv Grau de deformação T que possibilita uma alta velocidade de nucleação : grãos refinados
- 15. Recristalização • Equação deAvrami: α(t) = 1 – eK(t^n) Onde α é a fração de fase transformada, t é o tempo, K é uma constante e n é um índice relacionado com a forma da nova fase.
- 17. Temperatura de Recristalização •T recristalização = 0,4 T fusão • Recristalização dinâmica: acima da Tr • Impurezas e elementos de liga aumentam a Tr: Retardam a nucleação • Materiais encruados propositalmente: não podem atingir a Tr
- 18. Crescimento de grãos •Coalescimento • Redução da energia de superfície • Em geral aumentando o tamanho de grão diminui a resistência mecânica. • O grão cresce durante o periodo que o material permanecer a temperaturas elevadas após o final da recristalização • Recristalização secundária (crescimento exagerado de grãos)
- 19.
- 20. Crescimento de grãos •= tensão superficial • r= raio de curvatura da bolha • Multiplicado por 2 pois a bolha possui duas superfícies, uma interna e uma externa.
- 21. Crescimento de grãos D= K* tn • onde d é o diâmetro do grão, k é uma constante e n é um coeficiente e t é o tempo. Os valores de k e n são determinados experimentalmente e o valor de n é no máximo ½.
- 22. Crescimento de grãos •Equação de Zener • Onde dlimite é o diâmetro limite do grão, dinclusão é o diâmetro da inclusão e é a fração volumétrica de inclusões.
- 23. Recristalização • Processo noqual alguns poucos grãos, de tamanho muito grande e possuidores de um número de lados muito superior ao de seus vizinhos, crescem à custa dos grãos menores. • Solução: Acrescentar uma segunda fase (impureza)
- 25. Composição Química No estudofoi utilizado um aço de baixo carbono ao manganês (C- Mn),produzido pela empresa Arcelor Mittal Vega Brasil em escala comercial. A composição química deste aço encontra-se na Tabela 1. Tabela 1. Composição química (% peso) do aço C-Mn.
- 26. Material Base –200x Estrutura ferrítica Grãos equiaxiais
- 28. Material Encruado 80% Micrografia100x Material trabalhado à frio na prensa Encruamento de 80% na espessura Grãos orientados no sentido da deformação Aumento significativo da dureza Dureza HV =
- 29.
- 31. Material recozido –100x Material recozido à 600 °C por 15 minutos.
- 32. Recozido – 15min – 200x
- 37. Encruado e nãoencruado – 200x
- 38. Encruado e recozido15 min – 200x
- 39. Encruado e recozidopor 60min – 200x
- 40.
- 41. Dureza Vickers • Carga:20N • Tempo:10s • 5 medidas