Um eixo de aço de 65 mm de diâmetro deve ser endurecido por têmpera em óleo. O centro da barra deve ser de
de martensita. A tabela a seguir apresenta a taxa de resfriamento no centro da barra para resfriamento em óleo, em função do diâmetro da barra.
Diâmetro barra
500
0,17
100
2,5
20
50
5
667
Propõe-se fazer o eixo com um aço de baixa liga NiCrMo. A taxa de resfriamento crítica dos aços Ni-Cr-Mo é fornecida pela equação empírica:
Com base nestas informações quais aços apresentados a seguir são adequados para produzir o eixo.
Aço
0,30
2,40
1,00
0,02
0,02
0,40
0,60
0,50
0,30
1,50
0,26
0,70
1,50
0,25
1,50
0,40
0,60
1,20
0,15
1,50
0,41
0,85
0,50
0,25
0,55
0,40
0,65
0,75
0,25
0,85
0,25
0,60
0,65
0,55
2,55
| Diâmetro barra
|
|
| 500 | 0,17 |
| 100 | 2,5 |
| 20 | 50 |
| 5 | 667 |
| Aço |
|
|
|
|
|
|
|
0,30 | 2,40 | 1,00 | 0,02 | 0,02 |
|
|
0,40 | 0,60 | 0,50 | 0,30 | 1,50 |
|
|
0,26 | 0,70 | 1,50 | 0,25 | 1,50 |
|
|
0,40 | 0,60 | 1,20 | 0,15 | 1,50 |
|
|
0,41 | 0,85 | 0,50 | 0,25 | 0,55 |
|
|
0,40 | 0,65 | 0,75 | 0,25 | 0,85 |
|
|
0,25 | 0,60 | 0,65 | 0,55 | 2,55 |
Passo 1
O enunciado pede um eixo de diâmetro
a ser temperado em óleo de modo que o centro atinja
de martensita. Para isso precisamos de duas coisas:
- A taxa de resfriamento efetiva no centro desse diâmetro quando se usa óleo (dados em tabela).
- A taxa de resfriamento crítica
de cada aço Ni–Cr–Mo, dada pela fórmula empírica
Passo 2
Estimamos a taxa de resfriamento em óleo no centro de um diâmetro de
por interpolação log–log entre os pontos
e
. Em logaritmos:
dados
e
. Para
temos
. A reta é
resultando em
e, portanto,
Passo 3
A fórmula empírica fornece a taxa crítica mínima
para evitar perlita/banita e garantir martensita. Basta substituir a composição de cada aço em
Passo 4
Calculando para cada aço (valores arredondados):
A:
B:
C:
D:
E:
F:
G:
A:
B:
C:
D:
E:
F:
G:
Passo 5
Com
, só são adequados os aços cuja
. Comparando:
- A a F têm
. - G tem
, muito próximo de e ligeiramente acima. Na prática, essa pequena diferença sugere que só o aço G ficará marginalmente endurecido, mas como todos os outros exigem taxas bem maiores, G é o único candidato viável.
Resposta
Aço G.