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Ah!, esqueci de uma coisa, Rafael, nos textos e gráficos em inglês, 'tempering' significa revenimento. De qualquer forma, é bom avisar, né? ;):);)

 

Bom saber que conseguiu as molas. ::otemo::::otemo::::otemo:: Sairão muitas facas, logo, logo, então.

 

Abração!

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Amigos, eu não vou dar mais pitaco na obra de vocês, como eu não tenho habilidade nem para dar forma a uma lâmina de chumbo com um martelo não pretendo virar cuteleiro, embora o assunto de metalurgia me interesse muito pois foi onde comecei a minha vida profissional quase quarenta anos atrás. Ficar fazendo pergunta boba ou dando palpite no trabalho de vocês é igual ao ``Fiscal de Obras´´ aquele aposentado de pijama que fica acompanhando os pedreiros da obra ao lado ::lol4::

 

Pra encerrar, eu entendo empenamento como uma diferença de tamanho entre duas partes unidas, a que fica maior empurra a outra ou a que encolhe demais puxa a outra. Por isso pensei que podia ser diferença de densidade entre a fase dura e a mole que tinha empenado a lâmina e a quebra foi quando ela esfriou e encolheu rompendo-se.

 

Aquele diagrama da pag. 3 da umas faixas de trabalho de tratamento térmico que podem ser úteis como ponto de partida, na Calphad (o nome parece árabe mas é uma revista especializada em diagramas de fase de todo tipo) onde se tem acesso ao diagrama Fe-C eles comentam como os micro-constituintes (Si, Mn, Cr, etc) afetam as temperaturas do diagrama caso seja de interesse usa-lo em ligas muito diferentes do diagrama Fe-C.

 

Sobre líquidos de quenching eu lembro de um colega de faculdade que cursava eng. metalúrgia, Jader, e que fez estagio na Metaleve, me explicando o problema da água: o líquido é um bom condutor de calor e serve pra resfriar a peça, mas o vapor é um péssimo condutor por isso tem que evitar ao máximo que a produção de vapor isole a peça da água líquida e reduza a velocidade de resfriamento agitando-a. Adicionar lama, sal, etc, aumenta a capacidade da água líquida absorver calor sem ferver e sem subir muito acima de 100C a temperatura de quenching.

 

Por último, eu contactei os autores daquele forno elétrico e eles me responderam mandando a lista de materiais e dizendo que o forno continua funcionando até hoje. Dá até vontade de montar um similar para fazer umas brincadeiras no verão, quando a conta do chuveiro elétrico recua aqui em casa. ::hahaha::

 

Boas ``cuteladas´´ aos cuteleiros e passo a acompanhar em off. ::hahaha::

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Pode parar, Trauco, seus comentários nunca foram sem sentido, amigo. De verdade, sua visão é absolutamente técnica, principalmente por não partir dos vícios da cutelaria e repetir muitas opiniões dadas por alguns do meio.

 

Estou sendo muito sincero, peço para que continue da mesma maneira, até se possível, mais. Tem me ajudado bastante (deixo os demais responderem por eles) em minhas humildes tentativas, tanto que eu já estava pensando em te perguntar, se conseguiu um bom pedaço da lã de rocha, pois quero experimentá-la numa forja a gás que estou querendo montar.

 

Abraço e até a próxima postagem.

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Como o tópico não saia mais dos topicos ativos, resolvi dar uma olhada...

Não sou tão aficcionado por facas como vocês, mas confesso que tenho um certo interesse nesse assunto.

Vi algumas fotos dos trabalhos que alguns de vcs fizeram e fiquei impressionado... Pra quem se diz cuteleiro de fim de semana realmente as facas que eu vi ficaram muito bonitas.

Mas resolvi comentar principalmente por causa das últimas conversas, que vcs falam de problemas com a têmpera, diagramas de fase, etc...

Como sou engenheiro mecânico (na verdade não sou ainda, mas ta quase... não fosse a greve dos professores) posso dar meu pitaco aqui.

 

Bom, vamos lá (cuidado, ficou meio grande):

 

O diagrama que o trauco postou recentemente (chamado diagrama de fase), é um diagrama que mostra as fases presentes na microestrutura do aço (neste caso, mas pode haver diagramas para outros materiais), conforme o teor de carbono e a temperatura.

20120531081022.png

Por exemplo, se pegarmos um aço 1045, o que quer dizer 0,45% em peso de carbono, veremos que a 1400 F teremos uma microestrutura com 2 fases: ferrita e austenita. Se for abaixo dos 1300 F teremos ferrita e perlita. Se reduzirmos o teor de carbono, a quantidade de ferrita aumenta e a outra fase diminui. Podemos fazer essa análise para qualquer temperatura e concentração de carbono.

 

Só pra constar, a ferrita é uma fase praticamente isenta de carbono, e por isso muito "mole". A perlita é uma fase rica em carbono, por isso é bem mais dura que a ferrita. A austenita, também chamada fase gama, é uma fase com menos carbono que a perlita mas mais que a ferrita, e também não apresenta propriedades magnéticas, por isso quando elevamos a temperatura de uma barra de aço ela deixa de atrair o ímã, ou seja, toda sua estrutura se transformou em austenita.

 

20120604211915.png

Microestrutura de ferrita (parte clara) e perlita (parte escura)

 

20120604212225.png

Microestrutura da Perlita (com maior aumento)

 

Se houver outros elementos de liga presentes, diferentes de ferro e carbono, o diagrama muda, portanto para cada liga devemos utilisar o seu diagrama específico.

 

O problema é que este diagrama não leva em conta o tempo de resfriamento do aço em questão. Ou seja, ele mostra como o aço se comportaria caso o resfriamento fosse extremamente lento, gerando a estrutura mais estável possível.

 

Quando temperamos um aço, o que na verdade desejamos é obter uma estrutura de martensita. Note que esta estrutura nem aparece no diagrama de fase. Pois bem, a martensita é obtida a partir da austenita, quando resfriada rapidamente. A martensita se forma quase que instantaneamente quando se atinge uma determinada temperatura no resfriamento. Possui os grãos em forma de agulha e com o carbono que estava presente na austenita. Isso lhe confere uma alta dureza. Por isso, para obtermos uma têmpera, temos que aquecer o aço até a região da austenita, esperar até que todo o material fique homogêneo (completamente formado por austenita) e então aplicar um rápido resfriamento. O diagrama de fase serve então pra saber quais teores de carbono onde é possivel obter austenita e qual a temperatura necessária pra isso.

 

20120604212323.png

Microestrutura da Martensita

 

Já pra saber como o material deve ser resfriado para obter a têmpera devemos utilizar um outro diagrama, chamado TTT (tempo-temperatura-transformação), ou TRC (com resfiamento contínuo). As duas são basicamente a mesma coisa. Quando fazemos um resfriamento lento, deixamos o carbono presente no material se difundir em meio aos atomos de ferro. Quanto mais isso ocorrer, menos martensita conseguimos obter, pois esta não pode deixar escapar os atomos de carbono. Se o resfriamento for muito lento teremos no final as estruturas do diagrama de fase.

 

Segue um exemplo de diagrama TTT

 

20120604203949.png

 

Este é um diagrama para um aço carbono eutetóide, ou seja, aquele localizado exatamente no "v" do diagrama de fase, com aproximadamente 0,77% de carbono. A linha A1 é a temperatura de austenitização, ou seja, acima desta toda a estrutura é austenítica. As duas linhas curvas mostram a faixa onde há transformação de fase, formando perlita. A linha tracejada Mi é a temperatura de inicio de formação de martensita, e Mf a de fim.

 

Agora pra entender o gráfico, vejamos a linha tracejada A. Ela representa um resfriamento lento (peça deixada dentro do forno desligado por exemplo). O material resfria desde os 800ºC, passa completamente pela regiao de transiçao (entre as linhas curvas) antes de atingir a temperatura ambiente. Isso significa que toda a austenita foi transformada em ferrita e perlita, e devido ao longo tempo de resfriamento os grãos ficaram grosseiros, resultando num material de baixa dureza.

 

A linha B representa um resfriamento mais rápido que a A (peça resfriada ao ar por exemplo), porém também atravessou completamente a região de transição. Como o tempo de resfriamento foi menor, o grão é menor tb, resultando numa dureza maior.

 

A linha C é um resfriamento mais rapido que o B (com ar soprado por exemplo). Também atravessou completamente a regiao de transição, mas o tempo é menos, logo o grão tambem é menor e a dureza é maior.

 

A Linha D é um resfriamento mais rapido ainda (em óleo por exemplo). Desta vez não atravessou completamente a regiao de transição. Isso significa que nem toda austenita se transformou em ferrita+perlita e, portanto, transformou-se em martensita quando atravessou as Mi e Mf. O resultado é um material com 3 fases: ferrita, perlita e martensita.

 

A linha E é um resfriamento muito rápido (em água por exemplo). Nem chega na região de transição, logo toda a austenita se transforma em martensita abaixo da Mf. Temos um material de uma única fase de martensita, com grão bastante fino, resultando um material muito duro.

 

A linha T é a taxa de resfriamento crítica para se obter 100% de martensita. os exemplos que eu citei foram apenas um chute, e são só para efeito de comparação, não significa que se resfriar desta forma vai dar exatamente esse resultado.

 

Se tivermos uma tabela como esta

20120602200822.gif

podemos estimar o tempo de resfriamento para cada um dos meios. Se esta tabela for para o aço em questão, para uma barra de 1 polegada, resfriada em água com agitação desde 800ºC até 100ºC vai levar (800 - 100)/190 = 3,7 segundos para que o centro da barra atinja 100ºC. Então, pela curva TTT que eu postei, o centro da barra vai sofrer um processo parecido com a curva D, ou seja, não vai ser corretamente temperada. Já na superfície da barra o resultado é outro com certeza.

 

Em geral, quanto menor o teor de carbono, mais o cotovelo da regiao de transição vai para a esquerda, o que significa que para se obter a têmpera tem que resfriar mais rápido. Chega um momento que o cotovelo pode encostar no eixo vertical do diagrama, ou seja, fica impossível obter a têmpera. Por isso é difícil ou impossível temperar aços com baixo teor de carbono. Outros elementos de liga alteram severamente o diagrama, mas em geral facilitam a têmpera, mas cada caso é um caso. Veja por exemplo a curva para um AISI 4340:

 

20120604210924.png

 

A martensita formada desta maneira gera severas tensões residuais no material, devido à sua transformação quase instantânea. As vezes, por este motivo, logo após a têmpera a peça pode sair empenada, ou mesmo trincada. Por isso é muito importante o revenimento. Ele serve para aliviar estas tensões e evitar trincas futuras.

O que o trauco falou, sobre a densidade das fases tem fundamento, visto que a transformação da austenita para martensita tem um ligeiro aumento do volume, o que diminui a densidade, produzindo as tensões. Mas não é necessariamente a dilatação termica que causa a trinca e sim a tensão residual.

 

Mas tem outro problema: ao resfriar o material, colocamos o meio de resfriamento em contato com a superfície da peça. Significa que o meio da peça vai demorar mais para ser resfriada que a superfície, podendo até acontecer de o meio não ser temperado. Essa diferença entre diversas areas da peça é o que normalmente causa os empenamentos e trincas, e deve ter sido por isso que a faca do rafael quebrou. Na região do fio havia muitas tensões concentradas enquando que na parte mais espessa

da lâmina não...

 

Acho que vou ficar por aqui, senão fico escrevendo até amanhã.

 

Espero que tenham entendido as explicações. Qualquer dúvida, não se acanhem!!

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Nossa obrigado por explicar tudo com calma e clareza, me esclareceu mtas coisas!!!

 

" Essa diferença entre diversas areas da peça é o que normalmente causa os empenamentos e trincas, e deve ter sido por isso que a faca do rafael quebrou. Na região do fio havia muitas tensões concentradas "

 

Lembrando que o cabeção aqui esqueceu de normalizar, ou seja, levar ate a temperatura austenítica e resfriar no ar algumas vezes com o objetivo de aliviar as tensões, não sei se ia resolver o problema, talvez sim talvez não...

 

Obrigado pelas explicações!! ::otemo:: Abraço

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Lembrando que a região do fio foi desbastada com esmerilhadeira, por tanto esquentou bastante e de varias maneiras diferentes, criando tensões irregulares, estou certo?

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Rafael, vc pode fazer o que você quiser com a peça (esmerilhar, amassar, cortar, etc). Isso obviamente vai causar tensões irregulares sim. Mas se normalizar depois não tem problema nenhum, não vai fazer diferença. Pode normalizar antes de trabalhar a peça, para facilitar o trabalho, pois o material fica mais macio.

 

Para normalizar, basta fazer um processo semelhante ao da curva A, que eu citei anteriormente, ou seja, elevar ate a temperatura de austenitização, deixar la por um tempo até homogeneizar (deixa uns varios minutos sem dó), e resfria bem lentamente, pode deixar dentro do forno mesmo, com ele desligado. Aí vc garante a normalização, e terá um material macio, facil de trabalhar. E basta fazer isso 1 vez. Convém fazer uma segunda vez somente se a peça sofrer muitos processos após a normalização, senão não tem motivo. Só tome cuidado com aços com alto teor de carbono, ao fazer isso eles vão perder carbono. Para evitar encha o forno com carvão.

 

Quando for temperar não é necessário normalizar de novo. O alívio de tensões já é feito quando se aquece a peça até a regiao austenítica. Para evitar trincas, a têmpera deve ser feita da maneira mais homogênea possível: leva-se a peça toda até a temp de austenitização, deixa la uns minutos e resfria da forma mais lenta possivel mas que ainda seja possível obter a têmpera. Se o aço pode ser temperado no óleo, não faça na água. Depois obrigatoriamente faça o revenimento.

 

Se quiser fazer têmpera seletiva use materias que sejam facilmente temperados, ou seja, aqueles que não necessitam de um resfriamento muito rápido para isso (por exemplo o 4340, que é possivel de temperar ao ar, em alguns casos). Assim voce resfria a parte a ser temperada mais calmamente, dando tempo da estrutura se rearranjar sem trincar. Mesmo assim ainda pode acontecer trincas. E obrigatoriamente faça o revenimento posterior.

 

Se o aço for difícil de temperar, evite a tempera seletiva. Voce pode obter um efeito semelhante se depois da tempera completa e do revenimento, mergulha a parte que deve permanecer temperada na água, e com maçarico aqueça a outra parte cuidadosamente, até uma temperatura acima da Mi, do diagrama TTT e mantenha por alguns minutos, mas sem aquecer mais que isso. Isso vai "destemperar" esta parte. Mas lembrando que isso é muito dificil de fazer, e mesmo assim pode trincar a peça.

 

Para saber qual o melhor meio pra temperar cada aço, existem tabelas e graficos que podem ser encontrados na internet, ou faça testes em casa com pequenas barras, verificando se elas empenam ou trincam.

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Rataiczyk! Que aula, rapaz! Nosso time, a cada dia, fica mais envolvente, excelentes informações de diferentes ângulos. Cada um contribuindo da sua maneira, não acha?

 

Espero que o Trauco leia sua dedicada postagem e sinta-se parte desta construção de novo, afinal, ao menos para mim, fazer facas é uma descoberta.

 

Isso aí, amigo, seja bem-vindo e escreva o quanto quiser, aqui todos gostam de ler muito. Principalmente de quem entende e gosta do assunto.

 

Abraço!

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Obrigado pelas dicas...

 

Nos fóruns de cutelaria eu aprendi assim: primeiro "recozer" (seria a linha A do gráfico), depois desbastar o aço(com a esmilhadeira acontece de "vermelhar" o aço), depois disso vem a "normalização" para tirar as tensões, depois a tempera em si, e depois o revenimento.

 

Sera que o desbaste não cria tensões o suficiente para empenar a peça em uma tempera?

 

E que eu saiba é assim que a grande maioria dos cuteleiros fazem, ou seja a linha A do gráfico é chamada de "recozimento" do aço para ficar mais mole possível, o linguajar técnico é diferente do usado na net... hehehe

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Exatamente, rafael.

 

Fundamentalmente não tem muita diferença entre normalização e recozimento. A diferença é que no recozimento o tempo de resfriamento é maior que na normalização, pois na normalização busca-se um refino de grão. Poderiamos dizer entao que o recozimento é a linha A e a normalização é a linha C do diagrama.

 

Mas a normalização não é necessária para o alívio de tensoes do desbaste e/ou conformação. Só pelo fato do material sofrer austenitização no processo da têmpera, ele altera toda a sua microestrutura, se rearranjando e assim já elimina as tensões, desde que a peça fique tempo suficiente na temperatura de austenitizaçao.

 

A normalização antes da têmpera serve pra refinar o grao e deixar o material com uma estrutura mais uniforme, por isso ela melhora as propriedades do material após a tempera, mas não é estritamente necessária para temperar.

 

As tensões que podem fazer o material sofrer danos são portanto aquelas geradas durante a tempera, na transformação austenita-martensita, por isso é tão importante o revenimento para o alívio destas tensões, sem no entanto desmanchar a martensita e não perder as propriedades.

 

Existem casos em que é necessário mais de um revenimento, dependendo do tipo de aço. Pode-se ter "austenita retida" depois da têmpera, e entao durante o primeiro revenido ela se transforma em outra coisa, podendo gerar martensita. Aí vai ter tensões residuais de novo, e precisa de mais um revenimento....

 

Hahaha, quanto mais a gente fala mais problema aparece. Mas é por aí mesmo, cada aço tem suas particularidades...

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