Descrição
O objetivo deste livro é assegurar aos leitores, engenheiros e estudantes de graduação e pós-graduação uma visão e percepção na fronteira do conhecimento. No mundo globalizado e competitivo, focado em inovações, a chave do progresso e da soberania está no novo modelo de economia, em que o eixo do desenvolvimento foi deslocado dos setores tradicionais de produção para os setores de uso intensivo de conhecimento científico que resulte em melhoria de qualidade e aumento de produtividade, parâmetros fundamentais para a competitividade. A obra consagra quatro capítulos iniciais aos fundamentos da estrutura cristalina, imperfeições, mecanismos de endurecimento, transformações de fases no estado sólido e de metais e tratamentos térmicos e termomecânicos convencionais e não convencionais de aços. Nos capítulos seguintes, do quinto ao vigésimo, são abordados os Aços Avançados de Alta Resistência (AHSS – Advanced High Strength Steels), que representam a vanguarda em pesquisa e desenvolvimento de novos aços que são resultado dos avanços no desenvolvimento da tecnologia, a partir de uma abordagem recente e inovadora de procedimentos térmicos e termomecânicos envolvendo todos os aspectos da estrutura do material.

Sumário
Fundamentos    19
1.1 – Preâmbulo     19
1.2 – Interações atômicas    21
1.3 – Arranjos atômicos e iônicos    23
1.4 – Das estruturas dos sólidos cristalinos às propriedades    23
1.4.1 – Estrutura cúbica de corpo centrado    26
1.4.2 – Estrutura cúbica da face centrada    27
1.4.3 – Estrutura hexagonal compacta    29
1.4.4 – Interstícios     30
1.5 – Imperfeições cristalinas    32
1.5.1 – Imperfeições pontuais    33
1.5.1.1 – Soluções sólidas    34
1.5.2 – Imperfeições lineares (discordâncias)    38
1.5.2.1 - Discordância em cunha    40
1.5.2.2 - Discordância em hélice     42
1.5.2.3 - Discordância mista    43
1.5.2.4 - Deslizamento de discordâncias e deformação plástica    43
1.5.2.5 - Geração de discordâncias    48
1.5.2.6 - Vetor de Burgers    49
1.5.2.7 – Planos e direções de deslizamentos    51
1.5.2.8 – Sistemas de deslizamento    53
1.5.2.8.1 – Sistemas de deslizamento em metais CFC    53
1.5.3 – Imperfeições superficiais    55
1.5.3.1 – Falhas de empilhamento    55
1.5.3.2 – Contornos de maclas    57
1.5.3.3 – Contornos de grãos    58
1.5.4 – Imperfeições volumétricas    61
1.6 – Mecanismos de endurecimento de metais    61
1.6.1 – Endurecimento por soluções sólidas    62
1.6.2 – Endurecimento por deformação    67
1.6.3 – Endurecimento por refino de grão    69
1.6.4 – Endurecimento por partículas de segunda fase    72
1.6.5 – Mecanismos de endurecimento por transformações de fases    75
Transformação de Fases    77
2.1 – Conceitos básicos    77
2.2 – Cinética das reações no estado sólido    82
2.2.1 – Cinética da nucleação e do crescimento em condições de
equilíbrio termodinâmico    82
2.2.2 – Transformação de fases fora das condições de equilíbrio
 termodinâmico    89
O Ferro e suas Ligas    91
3.1 – Introdução    91
3.2 – Ferro    91
3.3 – Sistema Fe-C    94
3.3.1 – Transformações no estado sólido – decomposição da austenita
 por difusão    101
3.3.2 – Efeito da taxa de resfriamento sobre a transformação da austenita    105
3.3.3 – Transformações isotérmicas – diagramas TTT    106
3.3.3.1 – Transformação martensítica    111
3.3.3.1.1 – Nucleação e crescimento da martensita    116
3.3.3.1.2 – Estabilização da austenita    120
3.3.3.1.3 – Efeito da tensão na transformação martensítica    121
3.3.3.1.4 – Efeito da deformação plástica na transformação martensítica    122
3.3.3.2 – Transformação bainítica    123
3.3.3.2.1 – Bainita superior    128
3.3.3.2.2 – Bainita inferior    129
3.3.3.2.3 – Transição da bainita superior para bainita inferior    130
3.3.3.2.4 – Bainita granular    132
3.3.4 – Transformação por resfriamento contínuo – diagrama TRC (CCT)    133
Tratamentos Térmicos    149
4.1 – Introdução    149
4.2 – Tratamentos térmicos convencionais    152
4.2.1 – Recozimento    152
4.2.2 – Normalização    161
4.2.3 – Têmpera    162
4.2.4 – Revenimento    166
4.3 – Tratamentos térmicos não convencionais    180
4.3.1 – Tratamentos isotérmicos    182
4.3.2 – Tratamentos termomecânicos    185
4.3.3 – Tratamentos térmicos para obtenção de estruturas bifásicas de
 ferrita e martensita    191
4.3.4 – Tratamentos térmicos para obtenção de estruturas bainíticas    195
4.3.5 – Tratamentos térmicos para obtenção de estruturas multifásicas    195
Desenvolvimento de Aços    199
Aços Bifásicos    205
6.1 – Histórico    205
6.2 – Conceitos básicos de aços bifásicos    206
6.3 – Tratamentos térmicos    207
6.3.1 – Nucleação da austenita durante o tratamento intercrítico    210
6.3.2 – Microestruturas e morfologias    211
6.4 - Propriedades mecânicas    214
6.4.1 - Características gerais    214
6.4.2 – Influências dos microconstituintes    216
6.4.3 – Comportamento em fadiga    221
6.5 – Aperfeiçoamento de aços bifásicos    229
Aços Bainíticos    237
7.1 – Introdução    237
7.2 – Conceitos básicos    238
7.3 – Cinética da reação bainítica    241
7.4 – Propriedades mecânicas – efeitos dos elementos de liga    242
7.5 – Revenimento da Bainita    250
7.6 – Aplicações potenciais dos aços bainíticos    252
Aços Multifásicos e Efeito Trip    257
8.1 – Introdução    257
8.2 – Microestrutura multifásica    258
8.3 – Propriedades mecânicas    258
8.4 – Efeito TRIP    260
8.5 – Efeitos dos elementos de liga    262
8.6 – Aplicações dos aços multifásicos com efeito TRIP    264
Aços com Microestrutura Ferrita Acicular    269
9.1 – Características gerais    269
9.2 – Mecanismos de nucleação e crescimento de ferrita acicular    271
9.3 – Aplicações dos aços ferrita aciculares    278
Aços Ultrabaixo Carbono com Interstícios Livres    281
10.1 – Introdução    281
10.2 – Aços IF estabilizados ao Titânio    283
10.3 – Aços IF estabilizados ao nióbio    285
10.4 – Aços IF estabilizados ao titânio e nióbio    286
10.5 – Efeitos dos elementos de liga nas propriedades mecânicas dos  aços IF    287
10.6 – Influência dos processamentos termomecânicos nos aços IF    288
10.7 – Mecanismos de deformação nos aços IF    295
Aços Bh    299
11.1 – Fundamentos    299
11.2 – Mecanismos de endurecimento por cozimento    300
11.3 – Aspectos industriais    303
11.4 – Efeitos dos elementos de liga    305
Aços Cp    311
12.1 – Introdução    311
12.2 – Processamento dos aços CP    312
12.2.2 – Processamento dos aços CP laminados a frio    315
12.3 – Microestrutura final    321
Aços Martensíticos (Mart)    325
13.1 – Introdução    325
13.2 – Composição química    325
13.3 – Tratamentos térmicos    326
13.4 – Propriedades mecânicas    326
13.5 – Fragilização em baixas temperaturas    327
13.6 – Fragilização pelo hidrogênio    328
Aços Twip    331
14.1 – Histórico    331
14.2 – Conceituação    332
14.2.1 – Aços TWIP Fe – Mn – C    334
14.2.2 – Aços TWIP Fe – Mn – Al – C     335
14.2.3 – Aços TWIP Fe – Mn – Si – Al – C    335
14.3 – Propriedades mecânicas    338
14.3.1 – Energia de falha de empilhamento    338
14.3.2 – Efeitos dos elementos de liga    340
14.3.3 – Efeito do tamanho de grão nas propriedades mecânicas
dos aços TWIP    341
14.3.4 – Efeitos da temperatura de deformação nas propriedades
mecânicas dos aços TWIP    344
14.3.5 – Efeito da taxa de deformação no comportamento
mecânico dos aços TWIP    348
14.3.6 – Efeitos da orientação dos grãos na maclação    350
14.4 – O futuro dos aços TWIP    350
Aços Bainíticos Livres de Carbonetos    353
15.1 – Introdução    353
15.2 – Conceitos básicos    354
15.3 – Efeitos dos elementos de liga    355
15.4 – Tratamentos térmicos    357
15.5 – Estabilidade da austenita e características morfológicas    358
15.6 – Propriedades mecânicas    359
15.7 – Composição química típica    360
Aços Ferrítico-Bainíticos com Efeito Trip    361
16.1 – Introdução    361
16.2 – Tratamentos térmicos dos aços TBF    362
16.3 – Influência da composição química    364
16.4 – Influência da temperatura de transformação isotérmica
nas propriedades mecânicas dos aços TBF    365
16.5 – Influência da taxa de resfriamento a partir do campo austenítico
 nas propriedades mecânicas.    366
Aços Temperados e Particionados (Qp)    369
17.1 – Introdução    369
17.2 – Conceitos básicos    369
17.3 – Composição química    370
17.4 – Têmpera e partição    371
17.5 – Estabilidade da austenita    374
17.6 – Propriedades mecânicas    376
Aços Médio Manganês    385
18.1 – Introdução    385
18.2 – Conceitos básicos    386
18.3 – Tratamentos térmicos    387
18.3.1 – Recozimento intercrítico de aços médio Mn a partir de
microestrutura martensítica    387
18.3.2 – Recozimento intercrítico de aços médio Mn a partir do estado
laminado a frio    389
18.4 – Cinética das transformações durante o recozimento intercrítico    390
18.5 – Propriedades mecânicas    392
Aços Bainíticos Nanoestruturados    397
19.1 – Introdução    397
19.2 – Conceitos básicos    398
19.3 – Composição química    400
19.4 – Tratamentos térmicos    401
19.5 – Estabilidade térmica da austenita retida    402
19.6 – Propriedades mecânicas    404
19.7 – Efeitos do revenimento nas propriedades mecânicas    406
Caracterização Microestrutural    413
20.1 – Introdução    413
20.2 – Análise microestrutural    413
20.2.1 – Ataque químico por reagentes corrosivos    414
20.2.2 – Ataques químicos coloridos 416


Autor
Tomaz Manabu Hashimoto