Curso Online de Aços resistentes ao desgaste

Aços resistentes ao desgaste

Introdução

O desgaste é um fenômeno que ocorre em peças em movimentos, como em eixos, pistões, válvulas, cilindros, engrenagens, maquinário agrícola, de construção, britadores, escavadeiras, etc.
Trata-se de um fenômeno superficial, devido ao contato de superfícies, que resulta na deformação gradual das peças ou na modificação de suas dimensões, resultando em falha durante serviço.
Há três tipos de desgaste:
(i) de metal contra metal
(ii) de metal contra substância não-metálica abrasiva
(iii) de metal contra líquidos ou vapores (erosão)

Introdução

A resistência ao desgaste dos metais depende de:
(i) acabamento da superfície metálica
(ii) dureza
(iii) resistência mecânica e tenacidade

A dureza é o fator mais importante, pois dele depende o início do desgaste.

Aços-manganês austeníticos

O melhor meio de elevar a resistência ao desgaste de aço é pelo encruamento de determinados tipos de aços austeníticos, onde a a austenita é pouco estável.

Aço Hadfield -> 1,2 %C , 12 %Mn
- endurecimento superficial propiciado pelo trabalho
- transformação de austenita em martensita a golpes!

Aços-manganês austeníticos

Tratamento térmico dos aços Hadfield:
- austenitização entre 1000-1065 °C, para dissolver completamente os carbonetos
- resfriamento rápido em água

Aços-manganês austeníticos

Propriedades mecânicas dos aços Hadfield após o resfriamento em água:
- alongamento 30-60%
- dureza Brinell 180-220
- limite de escoamento 290-410 MPa
- limite de resistência à tração 590-980 MPa
- alta resistência ao choque 137-147 J (Charpy)

O valor da dureza tem pouco significado, tanto para a resistência ao desgaste como para a usinabilidade, porque aumenta muito por encruamento durante serviço.

Aços-manganês austeníticos

O encruamento em serviço devido a golpes aumenta a dureza de 200 Brinell a 500-600 Brinell.
Provavelmente nenhum outro aço supera o aço Hadfield na capacidade de endurecer pelo encruamento.
Usinabilidade difícil, necessário ferramentas especiais de corte: carboneto de tungstênio sinterizado, aço rápido ao cobalto.

Decomposição da austenita e curvas TTT

Introdução

Um aço resfriado muito lentamente a partir do campo austenítico apresenta à temperatura ambiente apenas as fases ferrita e cementita.
Porém, se o resfriamento a partir da região austenítica for mais rápido podem aparecer constituintes metaestáveis, tais como bainita e martensita.

Introdução

Curvas TTT

Curvas TTT:
ITT (isothermal time transformation) – transformação isotérmica
CCT (continuous cooling transformation) –
transformação por resfriamento contínuo

Obtenção das curvas TTT: utiliza-se o dilatômetro, que mede a variação do comprimento da amostra em função da dilatação ou contração térmica e da transformação de fase. Só pode ser utilizado para fases sólidas.