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BODO i:n· •rnr C 'PBC111( J.L. J...1 .... i .... ':su...~ _.J.I,. l.,. , 1
DIB.c.:=;u 3PDGLLI
?:::SE suit='.::'E::_ AC' COR?O Doe:=:·~= J;, COO:Lü:2:·;_',( ::e DOS PRO-
GR."2 ::·~s p..(r GR ' DI'' Dr,r::: J~ 'i'"1G'""'t·TH',nT · ~ w - --- . i \,.Àj _; J.J.!.. , W J., .... . -Lb. _ _ _ DL U!Ir\~~?.f. IJ.:.D:::: -,-,n--. .:..~~~
R:.L DO RIO DZ J!!SIRO cm:o P_'.RT2 DOS RE.t·:uI~TTCS. mcEssf
RIO~ p•D· t OBT';">Tç .. o DG GP'U nr, '"S'T'D"j' '""'F /"---.,TCT'~(v~ l u .... 1.ü .•. .: _ .1.1. • .t..,__, •. -- .11 .... ~ l..1.:2.: 1·-...J .1.I\.J . .J .t.i.1.1. uLJ.. - -·~ r1...::>C,
. ,i; :\ \i lUslll l f}f7 ., ~'{) ~ '· ' -~~\\
•<n ~
Aprovada por:
(.1.1zc1::crt~~,~~
Jmmo m 1968
í...
srr,I S.fl:iPí SOY
,~ ......
nste trabalho de mestrado foi realizado graças aós auxí
lios financeiros fornecidos pelas segaintes institniç;es: ~ESC.USP,
COPPE, CAPES, BNDE e Shell do Brasil.
' i ..
Ar.HADECJHi,NTOS
Ao Professor Doutor Walter
eficiente e apoio constante.
. -l. Mannheimer pela orientaç io
Ao rrofessor Doutor Rubens Lima Pereira pela oportunida
rle que ne deu de oument a r os ~eus co n~e cimentos no cawpo da Metalur-
gia.
~-~s C')le~as r~.o DPpa!'tamento de ~!eto.lur_'.;iA do I.H.E. do
p • J • ' T) t ' a í.' 1 - "• 1 e· "T " 1' --10. de aneiro e oo ~ epc.r a,1,.ent,o e ~x; oraç::;,o .. 1ncrfl.1. do . ... ........ , . do
-::-:.io d P Janeiro, pelo f<>rneci r:!.ento do e ':'.li1,au1e!lto de Raio-X e informs.
ç Õ ~ ~ n ~) o r t ~ '1 as .
~ e:: ,-. r ~ Q A pr;: ri l ' ,,..,..,..=" ,1e, "ot 1 - ,.,·., d COPP"' --0- . .. o1evS0r __ . O ~rC 0 - ~" .- - -·- a U -c..\ ... a ~, pe-
las disc~ssÕes v a liosas.
:. Ser:.1~or::.te. Lúcia ' !o.r ia !'oreira :;::iela co::ifecção dos tex
tos d~ti!o6 rRf8dos.
_·'...o S enhor Nelson C:1va ::,-'e-lo rlese:nho 1ae :fi_;;a:::-as apresent~
::i:_ nc trnr,al~0.
~ t~ da s as !'essoas :ue, di rete ou indireta~ente, colabo
r~ra= ~~ra A <>~ec~ç;o dêste tra~?lho de ~estra00.
L·~1 ~: .,. {
I '- , ,
2-UE.(RIC
T I O d lº-" - d O
•• t 1 'n· "' ecn1c3.s e al.1. r 2.~3.o e r ~:n o- ·_ e r::e :::. ogr:2.1 icas i or::nn
aplic:::.à.:::i.s e:c 2..ços S..."3 1010 e S!;]. 1030, boreb.do::, pelo processo ele
trolitico, com a fin:2.lid::i.de de se deter;r,i.."1:::.r :::. co:1stituição e a .mo.r,
f olot:;ia d::i ca.r.:a.d:2. superficial, obtid:;. pela difusão do . boro nu.'J2. rr.2-
triz Y, até cor.rplct'.l s:1.turação da crunad:l. As medid:is dos pare.,-:iet:ros
obtidas por difr:ição de r.:1.i_o-X nos e a.i.duzir:1rr. a conclusões parciais 'J/, " t
er rel.:1.ção a constitui:;ão d:: cfü!J.ad::: de d::'..:'usão, pois c:>.lgun::.s r::i.i':.!s n ° • - ' ' • f - - ,' 0
, .j. • p O d ~. que :::.p::.r3cer., no llJ.J"e ae o.L.r.'.lça.o na.o .1.or2.n iaen L·-'.J. lca 3.s . r or ou-
tro l ado, no ex~~e d2 ~orfologi::. encontrzmos: superfic i '.llmente uma
c2.m~da de boretos co~ ur:. aspecto ni~id2.J11ente colunar, apresentú....11.do
dt.13.s regiÕes distintas, ur...i cl.:i.ra e outr~ escura, identifica.l1.do os
compostos interaed.i~rios FeB e Fe2B, respectivanente. !í:;.is i~.:.tern.2;,
m~nte encontramos u.r.a faixcc contendo fer-rita Lítergra_íular e º.!id-
manst~tten, sob.un fundo fortenente perlitico, que nos deu~ ir::pre:
são de que o c ~rbono exist8nte na superffcie do espécirr.e difundiu /
p 3.ra o interior. :Zm seguida propomos o :;::ec Y-.iswo responsével pelo
:1unento do teor de c'.lrbo::10 naquel '.1 faiX2 e detetamos a e:zistência /
de :131• nnouel:::. região, co:::-: 2. f}2;.c.licl:J.d.G de eli::ri::1armos certa discr2_
pG.nci9. observ·idc: no e::r..,:_r;;e d:l :rr.icroestrt1tur~ . ?inaliz:::.ndo conclui-
mos q~e essa f~ix~ fortenente perliticn contribui par:::. di~iinuir o
gr:J.diante de durez~ ao lonso d : c3.nada de boratos-~aterial de supo.r,
te, com fortes ililplicações tecnolÓgic2.s.
n
~ .._J l C' -
r:~ _;_· ... '"''l lJ ~· _: r,
., ..,., () n-ri~ T 1 .. , ··---r - .. .... , .,. .... \ .... - :-~~~~"'~R I -: .. rrn . :_ ~-~:· ... "~J _._:'.r ~-~=:-~ 0 'S T1:T:) C :; __
r r · "' 1' ~ "'TT T ,, "' r .,1 _ _ ___ .,L._ -- ... - ·-- ~-- e·:. =.~• T_; _ _ ) ·_ :,._~._.,.~ ,~ T'\ • T~c~~I 2 __ -ry= ~;r::~_· __
,. ~,, D~ =: ~: C - -- .•.......
'.:?.l. : Iate!"iais e•,,p rr?:_:;n s os
2.!2. Prer,ar<>.ção do E>s. ,~cime
2.3. P::-ocesso de boretaçi::o ........................ .
:.4. CerHcterísticas do tr ntawento eletroterfilo~uími-
co €"'~' re.:;ado
3. r=:~0C,~::)J 1 ~~~~'!1' E~:~:~~.2I!~::;r_·_1 ~!·[1"'""{.LG . .":..T){; _ ... ...:.t ( i ::-::~T:JJC n_·_ ?rfflr, ~ l.('GI_·_ D:;.. C_._}, __ D!:.., .!\ Ti?_.JJl1~S D_':.. T:éc:~Ic_.·~ ''~ : i. IiO G::"~~rI
e .
3.1. ~ateriais emp re~ados •.....••••..•......•.•.•••
3.2. PrepArAç~o dos esp~ci~es •.••••.••••.•••...••••
J , ). Frocesso de boretaç~o
3.4.. CarHcterísticas do trata.....1ento eletroter--,o,:uími
co e11111re;a:3o
4. ::J~SlJLT \.~f:S ~:~i).I3:2I~~~~T-·:.. I S
4.1. ~edid9s dos par;~etros do reticulad0 por difra-- • V çao de r3.10-.,,. •••••••••••••••••••••••••••••••••
4 .2. Exarae metalográfico rla ca~ada de difusão .....•
5. DISCUSS10 E CONCLUSÕES
'T 'o,..,. .;._ • t:'> •
l
'<. ..,
3
4
6
10
10
10
10
10
11
11
11
11
! . I~,1T1'0f1:JC_1:C'
_i .. t nv~s CE) dif ':"'H) rl" horo e n1 aços , até a sua co·::,l':'ta SE_
tura:;o, ohte~- e e u~n c~~ 2~0 s~; ':'r!~i Pl rie horctos de elev~rl~ ~u-e
za, cPmada est e ;ue ; rotP ~e ?e :•ocas s~jeitas en d~sz~s+e nec5nico .
~s~ee bo retos, ce: ~ndo ~ ~nst e 5c~aabPr (1) ,
distrihuir de tal raneire, :ue eüccntrHi~os:
:;:'l'l r e e e!'l se
a) Su~erfi cialnente o co~~osto int 0 r~crli~rio re3, CO!:l
16,231 de "::O" e::: pese.
b) J1a is internu.!!lente o cn':post0 int,er!!!ediário F e2
B, com
8,~3~ de boro " em peso,
e) Na interfa~e, cacada - ~~terial h?se , uma soluçio s6-
Íida diluída de "l" em Fe-a , r.ue S':' [;unào Strócchi, ~{!_
lanrlri e TaruhP (2) é 11::-ia soln-:;ãn s0lida '.lo tiro subs
tituci0nal.
Entretanto , até a ~resente data, ~ão te~ns ccnhP.cirnento
da exist~nci~ de nenhum trah~l~o ~ue viesse co ~; rovar a veracidade
das suposi:nes feitas relos aut~res citad os acim~. Urnbor e , as sa~o-
si:nes a) e b) nos ~ureça~ bastante Ó}vi2.s, ao observar~os o dia~ra-
aR de e~uilÍhrfo do sistPma Fe-n , ilustrario n3 fi~ura 1 (3),
notar a existincia de duas f 1 scs inter=ediirias ideutifica ~a s
;,odewos
c0m0
senJo Fe0
H e F eD, cujas cos~osi~~es iã" de s,s3Ç e 16,23~ e~ p~sn de
bor~, respectivamente, Cor.tuàc , será ~ue essas fases ~uenparecem em
li;;as de Fe - I\ serão as mesm.::.s nos aços? ' ; ""' , , "'ªº ,1avera a possibilidade
de u~a interaçio boro-c~rbono?
Co!'l êsse pro1,ósi to r,rocuro·.1-sP no presente trabalho estu
dar err> detalhe a constiLii~ão e a co rfolo 6 ia :la c;i ,,,adn de boretos, ob
tidas pela difusão de bor'o el!l aços comuns, de::!tro da fase y.
No ~o nto de vista do estudo da constituição foi aplicada
a téc~i c a da difração de raio-X e no da mo rfolo 6 in, a técnica ~etalo '-f' • g:r::i.~ica.
2. P"QOC 1~DI'fP,N"TO EXr~~IHI:NT_\I T''n':!.~:S~:\.DO I'\.T' .... '.. C P.STi.JDr D_'.. CO?-!ST I TU IC~C
DA c .,Pl/1.Dc\., .ATIL\VÉS DA TÉC~nc__ D:C DIF.oL'..C k: :!)E D__~I O-X
·.
Fi~nr&. 0
% EM PÊSO DE BORO
2 3 4 5 6 7 8 910 1 5 20 1600
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
m -1550° C\)
1534° ~ ,' \ 1 .,, li ,,, 1500
·~ + /' 1428°
1 1381° 11~8 1 7,2(1,5)
Í\ / '~/ \ /
1300
1200 V1149º
u o ~ 1100 w q o:: :.J 1000 1-<I
~ 91 O o.. 900 ~ w 1-
800
700
l,9rn?) "'17 (3,8)
910:!:sº
"" a
769° to-·-·-·-·-·-MAGN. TRANSF
!
/ 1389° ~---
V
:I: as ~
1135°
~ .. _J
a5 d:
600 o 10 20 30 40 50 60
0/o ATÔM ICA DE BORO
F i gur a 1 DL1:::-... "...:.i.. :::i::..: f.'_:..S::::: :?e - E
0,35
E o,30 E ~
w 0,25 <I o <I
~ 0,20 u <I o -<I 0,15 o:: :.J rJ)
~ 0,10 o.. rJ) w
0,05 000 850 900 950 1000 1050 llOO 1150
TEMPERATURA EM ºe P11f•FT~1TT'IJ'"'l·\l)'" n: no·,rirr:. .~ -r r,,, F,T7,·~ c o n ·, T.,.,HI'T; _ - - - - V,,J..) - . ..._ ... l. 1' ..i..wL ---;:,-- .L .• ...., ..,..:). ..... ~ ... .i. L __ ,J,..J
I! ... \T0•l.A p~~n.A J)IVE.!L:5vS :. ~03 ::!USSOS .:-rnr:.I'...:\.LI Z.:..DOS
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~
n , .. •::. t O li i e-, C' ~ ~, l" f.:! ~ ~ I ~ C:
(' ,,n tr.-;é\., PóC ,.. ,..._,.; ,· r -- ,... + ~ ,,-'~t!.:l~ IJ+n rle ~orc+'1,·. 7:',,_ f"'.; ~·-" .... - .· ... ~ ... - ~ .. -"" .... .., _ .. ...- · ... .
0 ~ço rAr~~no cc~u~ ~~= 1"1°.
+,,,. a :f ·..: wl i •• , il e :í e i r1 0 b Ó r :i. e o
- o ri1 o ''l e i o l , " !" e t "': !J t e) -f o i '.l Q n. d n 11 r1 ;:- • 1 .; =
/, - ~~(_) \ ... -~ - ...
, ( \ -e l:>cra:: ""Ja,.,E, l ..,,, na ?ro_-.orçc:•o - - .
-, ~ ~ res:?ecti'\" :":l ":':°t 0 , ~~, i~t,!ra (' c;i c. .;~ a;,l ic"':e co ., êxi tn no tra"1 1. l'!:!o
e ~!eveq e 1·')1 ite ('-;.
~.~. Jr 0 ?Rr~~ão ~o es ~Pci~e
for mfl e dimensÕeic rlc es_::'~Ci''le fcro.r escc}hicas tais r::ue:
l - \~Ó$ 0 trata;::;.<>nt0 :'!e horPtação, at.; a CCP.,;,lcta satur_!!
çÍlc ela ca"'l.ada,fic;,c:se cn~ ns ·:1.esmas características
da ca~adri ~ue qeria o~tida nu.m tratameuto o~de o espi
cime arrese.1tusse ur, rmcl eo de m:iteriRl PGO satura<lo.
~ue a c a~ada de ~oret0 ohti~n pu~Psse ser rlestacada ,
e assi~ f~cil~e~t~ traus~cr~ada eG r 6, ,ara ~o~er ser
analis~da pele m.;tr~n ~P Do1-iye - ~c~errer .
Isto foi conse;uido pelo trat~~ento de u2a 1;~ina de aço
com uma es~<'ssura be~ dptor~inaaa. fRra o c~lculo a~ espess •, ra ijecl
da 1imina nos basea~os CLl dados ex;•eriment~is, fornecidos pelo trnba
lhe de 1•inkevitch (5), figure~. onde ~le nos a~resenta as curvas de
~enetraç~o ~ue ~;o A es~ess~ra da CJ~n~R ~oret~ia vs te1~,eratura de
tr3ta ~ c~to, rara v~rios ti~oic rle aç ps, ~nra u~ te~~o de 4 horas de
tratncento.
n psse :3r;:i i c (l ti r R:-.lo ~ o 'sJ.e ;-ara te.tü.rer;-tura d e s5n e, ;-a-
ra um aç(l cuja co~~osição ~ui,ica se arroxima bast~cte da do usado
ror nos, a espessura n~dir da c aillad a ~ de 0,10mm.
~ão fize mos o cálculo dessa espessura teorica~ente, ~or
não existir na literatura çue tratél rlo . !rotler'la da difusão do boro e
ferro e aços, ne~hum tr~balho 11ue no$ :-11 desse fornecer dados rara o
cálculo do coeficiente de difusão do boro, através das fases interme
diárias Pe2
B e FeB. Tentativ~s nc sentido de se usar as expressoei;:
fornecirla$ pelos trabal110s de ~usby, ~ -,rrn e Wells (6) ( .., \ 1 I 1 ue d ãc,
0 cálculo 0s coefici~ntes de i.i:usão do horo em Fe a e Y , nos cond_!!
zir~~ a resultados absaràos, o sue já era esrerndo, pois essas ex-
- l. -
rressnes foraffl ohtidas ex~eri=entnl~ente parB a difusio do boro ec s0
}ucces dj},iÍdaf' df' boro el" ::_;'e, nae fflSPS O e y,
__ fi;~ro 3 nos ~ia for~e e ~iwens;es do es;écime nsadü,
r r>OP" ' OS nr>-:f'r ~uc a sua eS)PSsura, n~ re~ião e ser trataaa, e de
w,3 0mm, isto por ceu~~ da existincie de duas superfícies de difusão
e a necessidP~e deu~ n~cleo de n1aterial nio saturad0.
---·
r<> CD
CD (J)
-
,,
+ ---
' l
REGIÃO SUBMETIC
AO TRA-rnMENTO
15
,A
<t 'G..
0,5
ACABAMENTO SUPERFICIAL DE APROXIMADAMENTE 2íU
(ZMICRO- INCH)
0,3
Figura 3 - I'02H.i. E DH'~NS(jES DC BSI'T;CIHE
(Bscala e:!! Mm)
2.3. Processo de boretacão
No presente trabalho usamos o processo de boretação ele
trolítica que atualnente é o ~ais "'~pre~ado.
O trataroento foi levado a efeito .usando-se a a~arelhageo
~s;u ernatiznda na fig~ra ~ .
,-----------------~ 1 Fl5A ,,,..--..._ 1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
+
POTENCIÔMETRo'
PAR CROMEl:AWMEL
Pt - Pt -10%Rh
1 JF15A Fl5A
1
1
1
1
1 1
1
V VARIAVEL
r-l_º_i 1 1
L_r nov
ESPECIME .. ' CADINHO
AÇ0SAE1050
:- : : : .-. ·.- :. ·:·, -: .J.· 1.-,FORNO DE POÇO
VVARIAVEL
1 1
1
1
1 1
1 1 L ____ CIRCUITO RETIFICADOR ____ ·.j [7::º:1
...., j e .ire 11 .,. .. ,-,, , .. ,. lr • T"' ... ~ 4 ,
- _ ..... ~.L- - -
- ) . 0 T:'-º:. ,r _·-~.~ :~,·T C1
•, n 50.:::r_·a. - r, _t~·.r.: :- :_~:rc ~
_-íe!:!te :>recesso, a obteni:;:Ío do horo, !1ecessHrio :·:ira o tr-5
tamente, foi ccnseguidn pela eletr;lise da ~ist~re fundida de h~rax
e ácico bór ico. Ko nosso C"SC :foi usar1o uu..: ~istura r1os dois na :,r~
po r ç io 3:7, respectiva~ente.
as seguintes vanta~ens:
Esta -::-ro:;-orçao d a !::d s t ur a no s :fornecE
1 - Saixa re sistência o~=ica do banho boretante; como con
se1Uência menor custo do circuito rPtificador.
2 - Haior eficiê~cia no trata~ento, iõto é, obtenç&o de
..,
ca aci,s •le l <1rPt"c- . .,ni5 1ro:un,)fls 0 r.i t 0 .. "'JC>F C'!rtoc: ~~
hl'lrPt~ :_ :o•
N2 fi;::ur li ... n-tfi.,.J.a s · .ie o ,,., ;,.c::·~c .,. _ncion? co"'o o c<1t0-- ' ~n e o c~~inhr cr-o ~~o~o . (\ r'O!'('l O"Lt~,l(' T"" :lPCOn':'."'l'l:,Í:30 vai ;>ara O
r-~tri·lc f' e;icc.,tr - a~0 o c0r:10 re :-iroYa di:Pnie L·~ra o ~eu interior.
-· tn hf' la I '1 os .!:o:.nPCP "l" -T"'17ccs ...:e> 0corre·:1 C()l"'l O b0-
r-:· e rÍcjcc bÓr;"" rJ·~::-nnt e o tr:.t~:...e1.1r.o eln.tr()t"r-,oquÍ-ico .
ELCT~ÚLISE no BÚILA..X
~i.r. r, O - 6"-- + -1--:,;n n --_.,~'lc::l.n~ ,. - - .,a . -~,. v -
1' - "i. ' • -,;.
.\:-:o de,
-- e. - - .... r -.-. (' - ::>e - ;.o,. -'ê .., ~t- - i '
.,.T> n - 6~ r, ..e?.: ["~ --L - -n-~ J ~ - 1 - -
3[n] - - l 0n / _.,, I - · .... {':
:;:-i.0'c
hYa~ +Ge - - 15:~ e
... r· 6 ~~?...,. l ) r, "': - ..L --~~+5::a · +30
ELETRÓLISE no ~CIDO B~~ICO
~!:_BC _ ~ 3H,..,0+:S2C, .., .) '-
nn n --...J9- -- -_·_no rl ('
++-+ --hr ..1.6~
6:---1 2e - G[J]
6["] - ..,. " .., - '}
Cr.:t0d o
-:-,-'-,-'-Tl2e - 11:::::
T _,._ 1 I - T',.'\"/'(T"'Q rn.-..-,,1,nrr,r,rl' , ( TTÍ\J('·<.:: N(; ITIJ' \ 'f' "'T''~Tn n-::- -rr.·,,,, ..... -o l,,A.,•e.1..n _.,. - \ \,. '- ___ _,.;,. \. - ,..J • •-\J '\,L,;_,._ · l,,.i._ - ~.J.)., .,._ \. i.\l~-\ V"' _ __. _,_,_._4- .._ J.~ a ~
~.~ . c~racterístic~~ ~o tr~tawento PlPtr0t~r~ oruÍ~ico e~~re=a~o
(l es;;éci:1e, funcionando co 10 cRtodo, foi tratéldo dur;:rnte ' . o ,
o tE>!!!po rle 4 1,or:is a te '1~ er::: ... i;.ra fie º50 C, nm'la .... istura fu.!1.li:k de h~ ,., rax e ~cido bérico , co!!: u::::: ,'.c":~i2 ad e rle corrente 0,2 :Jcr:i'- . ',ão foi
nsarla densidade de corrente ~,ior por~ue, se~undn o traoalho de (8),
R espessura da ca~ada obtida nio sofre variArio para densidades aci -0 n ·
m~ de n,J A/cn-, isto é, ~cinR de 0,1 \/cm- a cjnética é controlada
PClP velnci~ede difuP;o ~0 ~oro atrav~R fa ca~ada e nio mais peln vo
loci~nde de decom~osiçio do ~~nho bor 0 tante .
talaçio usAda p~ra o tr~ta~ento de borPtnç~o
fi,,.ura !'i rinptrn a i'1s
e:a o::,er:ição . -~:1ós o tra
t:i~ento, o es~éci~P foj retirado do hanho e resfrie.do ao ~r . .:. cros
ta de ~uteri:il ~º rlecom~osiç~o, sue te for~a e~ t0rno da ~rrte tr~t~
da, foi f~cilmente re tiradA, deix~ndo-se o espécime i~erso curar;.te
3n min11tns er, á_:-ua fprvenilo. r~ se:ui~~. a r3rte trnta~a foi leve -
mente fixada con lixa d 1 á~uR grana 600 e lavada e~ ocetona con a fi-
n a 1 i r a rl e d e s o e 1 i m i n ar ., $ i "' :'."' ·.r e z a 8 !" " :-' e r f i C i :i i s . Uma ;arte do ~a -
terial tratadc foi f;cilmente transforr1da e~ L6, devido~ ~ua alta
fro;iJijade, co~ u~& ~rauul,:;o dentro dos lioitPs aceit6veis, co~ o
ohj~tivo de se conse~~ir u~ satisfntrrio ~ocêlo de di~rc;~o . .\ f i~E.
rr. fi no~ f orD e c P r ni cro e s + r; ... +"ra na s ec,: :Í o tr:i::isver sal d a 1 ;,ni n2. a-
p6s tra+nne~tn de boreta~io , onde pode,os no~nr a nítida
deu~ n~clen rie ~nterial ai~da ni~ saturado.
exiE-tê..,cia
Yecut<>rlas A
As =c~j~as ~os ~Dr;-ptros ~R ª"ilise ror raio-~ fora~ e-
230c er c~~ara de nebye-ScLerrer, carretad3 co1 filme de
grno fino ~elo nétodo de Stra~nunis (9). ü espécine, na forma de um
fino cilindro de a~roxiwa~o~ente ~3~~ de ~i~metrc, foi colocafo no
centro da ci~ara e, a~6s caida<losn ·ce~trc:e~, foi er~osto durante 18
l-toras à r3r'iução do Co Kcx .
secPdo ~or 24 ~oras, E' -:;Gº,., ~ '-''
Logo e~ se;~ida o fil~e fo~ revelado
~ara eli~inar efeitos de contração.
e
- A ,
' ~e!er~i~~ç~o das fistauciQE entre 3S lirhas si· etriras
rlo ~odêlo de (ifração obtido foi feit~ co~ nedidor '.10relcc - ~ort~ A cericnu - I'~ili~s e os res~ltados ~as ~erti~rys e das calcala~;es te6-
ricas dos ~ar~metrcs est8o colecionados ~n t~~ela II.
r~re :ue se ,assa f~cil~eate co ~~rur os res~ltaios ~os
par;~ctros obti~oe co~ o ~oa;lo ~e di~r~ç;o , fora~ colocartcs Pas ~uas
~lti~~s colunas de tabela II os vnl~res dos narimetros fornecidos ne ~ --
los re~r~es ~e ~ST~ 3-1"53 e 3-0957 do FeB e !e2B, res~ectiva~ente.
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r'':Ü - ···mito •:iui to intensa
r11. - r:ni to intensa
i - itJ+ensn
mn - l:' é,J ifl
f - frac~
::.:f - r:rn i to fraca
môf - Muito :;:,.•.1i to frnca
dif - rl ii usa
3. n:nCCETH":::·:TO r__::xr:::::::~r~,_,;JT.'..L :'' 11':;,r;StT.'C 1'..E ·~ 0 'STi.J:!J (J n' ::o~:FCL'.)Gl:. D.'.. r'\ ,\ ., • " n ~ ~ m~1 • ,: rY,,.., n . T .,, ,... . 1· e \ l p, T \ - e·~ r, T) /.,..., , r ' \.. __ ,_:_ \ .:_._ J _.;_ _..,_ l_ ., ~- ~ !)_._ ;..:.; 1v.l'f • • .. ... .;..: ... ri. .U l \J H .... -!.. _i..._.,_.._
-:,; 1 .... . -- . ~'a ter i?.i s e!!!TJreg<.do s
Neste caso o ma~er icl esco!hi~o } urc o tr~taweuto de bo
rf'ta.ç:lo foi o a;o cerbono 3.'._w 1030.
Cera ~eio ~nretante foi ~sn~a a rpsm~ ~ i~tura que foi a
;-licac.o er:i '.2.1.
-:,; n --· . - . 1-:-E>:?a recão dos , .
es;'ecires
~are o exafue metalo~rifico fora~ usa~ os es~~cimes ern for
rr,a ::!e ?:.':1Tré! de C.i~ensÕes 90 :X ( /;_ X 9.-)::::..'.:l e na re[:iUO 3 ser trRtada foi
11;::q~lo 1!::: acn."bmuento su.:;:, erficicl rlc ::iproxü.:::.::P""!?nte '.'ru (2 ::iicro-inch) .
~$-:e ti;_-•o ele r>catau1e;1to foi e~ .• !JrP;;,ado a fin de se evj tar a incrusta-
ç ão " e ··i ~ t P. ri ::.1 d e deco•11:-esii;;'.io e1:1 :' ll:_:;csided<>s :ue e:xis~irin~ sem ~
es
se RC~~~~ento, :~p ~0~eri~ •: dsc~r2r o eTcme met~lo ~r~fico,
! .J. Processo de ~oret~ ~;G
Foi asado o ~es8o ~rucefso d~ horetnç;o e~pre:ado em2.3.
3.1~. Cnrncterísticas •:o t r.::.t~wento eletroter::20::;uÍ1::ico e41nre ·- ,.do
(;s es 1,éciris ::- fo1·2ru c0: oc.:. "os !~" ~.:~::e fc1n:iido à t,e::..:_;:,e ra-
t~r::. ~e 35CºC e ~ei~~~0S h~-"g~~i~~r rl~r~nte 10 minutos. ~r:. ~ ~ :;ü..i d a,
i~iciou-se ~ <>letr6lise onde foi est,belecida nna ~ensidade de cor
rente 0,2 ~/ cm2
•
- 2 1 -
Neste caso, o tewpo de trata~ento foi vBriado dentro de
uma certa gama, com B finalidade de se oLeervar possíveis variaç~eg
n~ morfologia da camada de difusio ,
,\ p Ó s t r,:,, ta n e n to , os e s ! 1 é c i.,, P s f o r ~ "' 1 :::. ~.,? il o s e l'1 ii; 11 n f e r -
,,e....,~o e er::hutidns e111 h"'-:;:ieJite CD" ""1 í'nel :!e :iço e11 sun volta, co1
a fic ~l idade de preve~ir o ~rr~dondnoento e estil~ara~ento de camada
~urante a one r?c5o do ~nlimento . i v •
4, ::::.~~~TJlT 1c;)1JS :!::~:P::::':D':S,~T'J' ,'\.IS
4,1. ~fedidas dos narâmetros do ro.ticuJ2no Por ~ifrao20 de raio-X
Oe par;metro~ do retic~lndo da c~~ada de horetos, por nós
deter3i~~dns, e~tio colecionndos n2 tabele II.
4.2. rxa~e Metal0~r~fic0 da ca~nda ae djfcsio
Os es ~écimes foram atacados pri~eiro com nicral Q~ e de
pois corn nit3l 2~.
O ricral at~ c a preferencial~ente as f a ses rioas eru boro
fFe0
B e FeD). Al~u~as v~zes o nte~ue é uco~:·~~hado com um macula~ec
to do material acljAce~tc, (1 ni t?.l, :;_JOr sua vez, r~move estas ,.,a~-
cbas e deli~ein n~is clara~c~te os contornos de ;r;o,
fi:;11ra ~ ~ostrR a ~ic~oestrutara nhtidu ,
a:pos ~
esse GU-
pl~ at::ie:ue,
5. DISCTJS<,EO E CONCLUSi'íS;:,
~s ~edidas obt;~as ~or difra~:o de raio-X, relacionadas
na tabela II, nos levara.Iü a conclusões parciais de t:ue a camada de al
ta dureza, obtida por difusio do ~oro ~t~ sua co~~let~ saturaçio, , e
constitc{Ja de FeB que~ um cristal de estr~tura ortor~nLica do tipo
B27, com ~FeJ por c~lula unitiria e a= ~,053 ~. b = 5,495 A e e=
o 0 1,6 -\ de "O'•, nos1· çã" :--aÍr1ica de - ' .... Lj: -- , .... - A. .... •
16,2;,;- de boro e11 pêso, e de P,, B ~ -r
:ue eu~ cristal de estr~tar~ tn~~s:on~l fe corpo centrRdo, tiro ClG
com a= 5,099 -, c = 4,240 ~. de co~p..,siç;o :~!nica S,SJ1 de boro e·· ~
peso. ~stPs fados nos foram fornecidos ~elos ,~dr;e~ ~ST~ ~-1053 e
- l!:2 -
3-0957, re!:.'ectivp:.;.ente,
~11ero o1,<1ervar ;~e cl.;•.1"'"E rt'l~ :r ~ Í"S <ln t?.bela II não fo
rS1.Jü i c1 eu ti f i c ., ,l :i s .
carhonetn fe horo
F o?: D ::1 l' e s , 1 ui s '.l ô o s o s p a ,1 r Õ e E '. f.:;'.'TI\' do Fe,
...., ~ r,cs n;n oh+ive~os res~l tarlo ]Ofitivo,
?e_C, )
G e .u'.2~3'
co:::.;,ostc B'.:'.03
:foi ;,es (.' lic:'H:(' ,'nr,_ue, st:',::;t:.udo ~Tic 11olson (10), é u r:i co:2
:;'O::tO j_u" A:;'<tr 0 cP. s e::::~ r e n :. !: ~Íb'1R 0E' .... Ti'e- __; . } ... ss5. 11
't a :,er:3unta r~ue :fi
ze-.1os no ca ., ítulo l, tla r0::si~' iliu2.Je de ocorre!" "~,<1 in teração horo
c~rbono ~~r nnt e o ~rccessn de ~if~s;o, n;o p;de se!" res~o ~d ida. Co~
t~dc , p~ra futuro be~ ~rÓ~i~o seré. feita una nov~ te~tativa , onde pre
tenc.e:nos nsRr aços co.,.., me.ior te0r rle carbono.
lfo exame d:! 1-!icroestrutura, o._;::ireseutada na fi.;ura 7, ao
ca..win1-,~r;·1 os :i:> 1.1eri~eria j &ra o contro ria a::i0strP v2.~os encont:::ar: su
perficialnente u~a ce~~da de horetos co~ um as~ecto ccl ~n~ r a?resen
taurlo cuas re[;iÕes be•., distintas, U:.t'lé: clarc:. e a 0'..1"1.;r a esc.ira, ideuti
ficc1ndo os co M'_'.1" Stcs i,.,t.,r~eci:'Írics !:'e;J e !'e.,B, res :,e ctivnrnente. Hais
intern2~ente va~os encontrar una fei~a co~tendo inter~ranulQr ~id-
~a r.stãtten ferrita, sob U '" "' .e ' .L UDL1 C,
, ~ ' . ::,er~i"Lico, daudo-n~s a im~ressio de
"Ue o cnrb ono existente na su1ncrfÍcie do es 11 éc ü1 e d iLrnc.iu c1 ::tra o in "1 . .. .L
terior, dur ante o tr a tamento de boretaçi0. Te . .:.:bérr: é interessante res
sRlt~r que as 6aracterísticas cicrográficas obscrvudas nci~a sio idin
ticas ;ara todos os es~éci~es co~ 1ifere~tes te~ros de tratawento.
ra~ cs ~r0ror n:ui o Meca~is~o :ue ? rov~vel mente e ores
pon-sávcl ;, el0 enrir:..ueci ,Jcnt0 c:e carhono nessn rcc;i a o.
fode~os o~servar no dia~ra~a Fe-C dn !i;ura 8 (11), que
na te~peratura de trnta~ ento 85~º:, o ~aterial esti inteiramente na
fase 'Y (l boro sen~o u,2 ele:::iento e~~tre··iarr,ente B.lfageno, ao
trar a fase 'Y tem a forte tend~ncia e~ transfo~~á-la em a.
encon
ComD sa
be~os , a solubilidade do cerhono na fase a é ~uito baixa, quando co~
parada com 'Y, portanto, o excesso de cerbono ~ difundido para o in-
terior do esp~cime. Daí existir, no fim do trata~ento, uma faixa ea
ri~uec ida de C, que com o resfriawento subseqüente fornecerá à micr~
rrrafia um e.s']ecto forte.nente nerl ític.o com inter 0íTranular 11/ ic. mansttit-º ... .a.
ten ferrita.
C9ntudo, ao observarmos a micro~r~fia ~e fi:ura? nota-
:!:'í_:"'..l r a
, -:'
:.:rc::o·:sT:~uTrr ___ :. ~o .·~ç0 c . ..:.~.::;0No s.n..:..: 1030 ::.w:::1..;r-_:uo 15 ~r ~r. A q~n'"'- ~,.e, _ "'n-:, l 1,, 1.....,. _., \.. \,.J ~•• t..J .._ ....... • .N._,. V
c . .::::_2)..'_ D!:: '1C,.~'!'o: ~ ·- F-·~rx,~ ceu::::1norr:
'!': 'G~-- -~~L~ ···1I1~!,1 ·,rsT,"c.i'TLY r:i=::~~I'l'~'-, so:2 1:T~: ~:;-\~e r.:..;::11'TI -
CC . }'.:' . .,:"J.: l~Icn-~1-:,~IT_._1 :!.;; . 0 nn"<"" - ..., ....... .....
% EM PÊSO DE CARBONO
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738° --~~6~·=----~-- 7?-,.0 ~--S 3,61 (o130)-
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0,1 1,5 2p 2,5 3P
% ATÔMICA DE CARBONO
3,5 4,0
?i_::c1rll 8 - DV .. G? .. \;~'. IC F_'..S:::: Fe-C r;~'1CI .\.I.::-.::;~.rrr~ JT.::s::v.:: . .' .. DG
H ,
'.:;os que a relação entre a ;:-ro-:"undidad<> d a ca ;.;;:ir1 a de horetos e a es-
ilessnra de faixa enri-:;uecinR de cer'•ono é da orde~ de 1:3, res~ecti-
Yai11ente. -·~sSÍ!!!, S€ S0'.'1eOte (' 'lPCü.Lj S"l(' t'E'SCrito acima estivesse 0 1)~
ra,1do, tPr{a~~os 11"• !lu11Jento rle tc0r ''" c2rl•o:ln na faiJ:a de a;;roxir:;ar'la
mente 0,1;;; cor:.. o 0 ,3;.: já exide,,te ohtería:::os '.lPl totfil de O,l.t;,c-. I>-
tretantc, no exa::ie da :::icroestru-::.:r:.c (fi:ura 8) :i:,o<le:!!OS avaliar, er1
função r'l e á r e e e e i:.. e r l i t:::. , -: "e 0 t r> o r d e e 2.1· b e n e n;, , .1 e J a f 2. i x a - L •
e ae
0 , 6 f , a.:;:> r e xi'"!'\ r1 2.lli e 11 t e • Ist0 no::: levon ri. s,2s~.1eit ,'1!' ,1e ~ ·iesloca·•!cn-
to rio ~c~to Putet~i~e ~e uço ~ar~ u e~;'.ler<la, ~81uela rP;iao. Co::!1 o
o::je+, ivo nr e-,liuPUCi. ~ !' PSS[t s:.:s: ,ei-C;:! , t.tl"'!!0"'J-SC , .
!1€CPSSar10 r]etet1r-
ll'OE a e:· :. s tê::ici:1 ~P 1,0:0 ~,~ss-:,, !P:itlo.
~; ,YI r':p -l·f"\ l ll,.· r r, n~ ... ,ri~ ":'"'\QS;,..:::-" f .... CP '--tú • ·rnlllp :i• a dPc1'd~1'1(l" - .... - - -:- - - ' ..... ... . 1.. • .:; -· ... \. . - . .&. - - - ' .... J,,. . - -
J
2'!:"Í'"teir::.w.ente investi~::>.r q <>xistê:1cia de "P" fazc,.é'0 o c:rnttôle de mi
crodurezA dos constituintes ~icrc3r~ficos. Isto foi r 0 ~li~3dO por-
c ue está co1""r0v11d0 Nuf' e r1.dicão de ne (,.uenas < uar.tida<ies de horo e'!l .... .... .... .l .... ..
açoP te~ c0rno conse;~~ncia um au~er.to consider5vel d= ~ureza . l'orie-
ryas not"r n11s r1icroi:>strc•tnr,u, c:>:~rescntan s <:: n~s fj;;.11ras 9 e 10 as mar
cas do contr~le das micro~~rez~s exec~ta~as, co~ a finalidade de se
ter 1P1::-. idéia da 0ureza '!'édiB dos con1;,on°ntPs ric:::0;;r~ficos .
tsse contr~le forneceu os seJ~intes resultndos: FeB 1400
viclrers, Fe0
D = 736 vickers, ;,erlita = 277 vickers, ferrita intergr2_
nul~r = 236 vic~ers, f interesRact~ obsPrvar nesses resultados <;_ue
a ferrita intergrannlê.r R?rese~ta q~a ~~reze ~om~ar~vel com a perli
ta, o sue n0s faz suspeitar rta existê~cia de b0ro e~ s~lução ness~re
giâo.
Por outro larlo, p0~e!.ios :riotélr nfl fi~11ra 11, 'J_ue mostra o
diagra~a de fase Fe-B (12), desenhado rara haixas concentrações
boro, que~ temperatura de s50°c a sLlubilidade do boro na fase a
àe
' e
da ordem de 0 1 002%. Por causa dessa baixa solu~ilidade, a existên-
eia do boro s~ é distinguível ao acalisarmos a microestrutura, quan
do não é percitido çue o a~reiarlo ferrita-cRrboneto se precipite nos
contornos de grio da nusteuita, onde o ''1" quase invari~velmente arya ·-rece. Isto se consezue BflicRci0 o tr~ta~ento de precipita~io iso-
t~rmica do "D''. ~ste tratc~ecto foi aplicado com êxito no trabalho
J
-·-T ~-r '1""~("' ~-1 ~,J,,_.llJ.VLL~
-,----T --·-· -._,J, .... i.LV1·1r. I....LL.i.'-U
0/dATOMICA DE BORO X 103 O 25 50 75 100 125 150
u o
~ w
1400
1300
1200
<I'. 1 1 00 a: ::, 1-<I'. a:
~ 1000 ~ w 1-
900
8 ----- --------~-------
8+,
y+L y
1165
. y+ Fe2 s
911
I a+Fe2B
J 800~'----"----~--_._ __ _._ __ ....... ____ ._ __ 5 10 15 20 25 30 35 o
% EM P ÊSO DE B0 ROX103
_ lG -
n· 1 1 DT 'r:,n,i·~ "' " p·. ,...T1 F B ., .,. ,.,.,r--·c: c n _, ,... .,-.--.~.·ç ?<r,,... D" nono .r1g1.1r a .J.. - . ..... _.:._J_r,._ _.,_l. !..I .L.I __ .... .,.!...; 1 e - 1._ ......... ~ ... s1 __ __ ............ _.. ...,_ .. L, • ...1 J. \..!. .... ......'.i. LiL;:, . ..ü .!.J 1.
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-- -.. " - _ _ .....,... ...., I .·'·, -. - •,
• ··:: .. . .... . , . .'. ~; Í .:;.· ~ ,. ~ _: r . _ L _ .... A..-.:! - - - - ,.l _._.,. J. ,__.,.. ,,. _ ; ·:-. . ........ ., -,~.' .,· -~1 - r-1r·or. '-~ . ' . ........ _ ....
·-
..
• . _,,
? i gur a 1 Z - ~!I C:lOESTn.UTD::.:'c _·_:'~:....; s:::.::rr \.D!_ APÔS TI?./:'f_'_úI:lxTO DI:'. I'E!jCJ PIT-·~
r '7 n r <::nrriP~~''I"' DO "D " ' 1r-1 -,''u"::: O ''B" NOc:: ~ - .... ...., a.J ...., ...._ _ J>.. .... ,. v-~ • _,!v __ .1 ...., -· CO.,TG ... ~NOS D..:;
r, u JQ \'T' ,; r,u:,' 'f)I cn 1\.L 0 c1 7 20X • J ... 1..J.. • - --- ... ..1...,,1 .... _:..... -1[· . '
!7
de GrGnge e Mitcbell (1~), co~ ~ finnlid~de da detrr~ inaç;o se~i-qu~~
titativo. do "B" em aços contendo ],oro.
ro ~e tratRmentn e fim de evidenciar a
fortelliente perl{tica.
:'.::,scolhemos, :::1 or isso, êsse ti
0 xistência de "D" na ' faixa
COP" essa finalidade 1un dos e!:récir,es, !}rcvia1.t1ente l:>oret.3:.
do, foi austenitizado a 100D°C, furante 1n ~inutos, e lo;o e~ se~ui
da isot~rcicaweate trcta1o? A50°c, dqrRute ~n se:~ndos , e r~pi<la~e2
te resfriado à tew~crutura a~hiente ' e!:: n ..... :.i;:i .
executou-se o exame !,etft1o.;;;r5fi c o do cs:·ér.ir1e.
Lo~c, a 1~ós o trata,ento,
J micro"rPfin ~a fi-
[;Ura- 1~ n:;re!:'ei,ta o res.il ta ,' o dês se exa:ae, oncl e nota:::os o "P" nos con
tornos rle zr20,
ltes.u.rnin;:c temos que : levnr:do-se et:1 conta a ex:;:i] icação fc.r_
neci~n rn}o ~e c a2is~o descrito anterior-ente, do ~or~uc do en=ioueci
-~ente- fle cnrho!1fl n:>"11ela :faiJ:a, •·::iii:: e :)r0Ya rla exjstência '3e "-q" em
solnric e aicde na s·1~osig;o de :ne o bo ro sPja u~ ele~e~to bem com
porta1o, isto f, ~ue atue como todos os elementos de liga 1uaudo e~
sol uç :io nos aços d e s lo e a:1d o o ponto e ~t etó ide no s·er. t i:io da menor c q2}_
centr ~ç ;o de carbono, fica de~onstrada a rcz~o <lo arareciment c da es
tru~urP forteillente ?erlÍticn , ohservada nas ~i6roestr~tur&s ,
?ín.:;.liz2.n-'lc, cc:1clni·...,os -::_ 1 le , sc,"h o :) ":J.to ,;e vist2. tecno-
I6;ico, e a~areciEento Jessa faixa forteille~te perlÍtic2 !lO S parece
hastantc favor5vel, isto .- o- - ·," ~ ,'..:':;. .. - ~: e n .,_ 0 ;, e ,] u - e z? "o ~ ~ J.. \.......... ... o .L \.,<. -- .... ... .. ... ... • , _ lon;;ci e.a ca
-:-:::.--:"J.:1 'le ~rnretos-.:n::.terial de su:JO!"te seri::. .J e_10s 11:·;.:eco , dflndo assim
u~~ ~aior est&~:li~ afe e ~ssa cn~adB em releç;o a seu destaca~ento
~unndo ern eerviço.
" T J
/1)Y11not ,-r \ - ' " ,:- C' ; -;)l , cr , (, , - TJhorlicl: {11-,t:r r'Jps berierc11 , · o'1 ~t!'lhl
r -."";l_- 1r!:'I ~eitsc-1 ·:-:f:,j , - }J' J.." • - / '
- "'lo, . tJ L--.. • '
l(\'>r".\ _,,.., J I •
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