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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/34535
Tipo: TCC
Título: Estudo da taxa de aquecimento de um forno mufla: determinação experimental, modelagem matemática e aplicação no tratamento térmico do aço aisi 4340 /
Autor(es): Lira, Lucena, Helvio Estacio
Primeiro Orientador: Nunes, Cristiana dos Santos
Resumo: A determinação precisa das curvas de aquecimento dos fornos utilizados em tratamentos térmicos é fundamental para garantir a obtenção das propriedades mecânicas e magnéticas desejadas nos aços. No caso do tratamento térmico de têmpera do aço AISI 4340, esse controle térmico é essencial para promover a formação adequada de martensita, o que, por sua vez, otimiza suas características mecânicas e magnéticas, essenciais para aplicações de alta resistência. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo estudar a curva de aquecimento de um forno mufla por meio de determinação experimental, desenvolvimento de modelagem matemática e aplicação no tratamento térmico de têmpera do aço AISI 4340, avaliando diferentes programações de controle (ptol 10 e ptol 20) para o aquecimento até a temperatura de austenitização e suas influências nas características finais do material. Foram realizadas medições experimentais das curvas de aquecimento em condições com e sem carga, seguidas de modelagem matemática utilizando diversos modelos de regressão não linear. Após análise dos parâmetros de qualidade de ajuste, o modelo de Gompertz apresentou os melhores resultados, com coeficiente de determinação (R²) de 0,9995, indicando excelente representatividade do comportamento térmico do forno. Os resultados demonstraram que a programação ptol 10 atingiu a temperatura de austenitização (870 °C) em menor tempo (85 minutos) comparado à ptol 20 (90 minutos), indicando maior eficiência térmica. Análises microestruturais revelaram variações nas frações de martensita e austenita retida entre as amostras, influenciando diretamente os valores de dureza obtidos. Além disso, observou-se que a amostra CP3 apresentou um valor médio de magnetização de 721,93 Gauss, com desvio padrão de 0,486, indicando uma maior resistência à magnetização em comparação às amostras CP1 e CP2. A programação ptol 10 proporcionou um tratamento térmico mais eficiente, com menor tempo de processamento e resultados microestruturais e magnéticos satisfatórios.
Abstract: The precise determination of the heating curves of furnaces used in heat treatments is essential to ensure the achievement of the desired mechanical and magnetic properties in steels. In the case of the quenching heat treatment of AISI 4340 steel, such thermal control is crucial for promoting the proper formation of martensite, which in turn enhances its mechanical and magnetic characteristics—key requirements for high-strength applications. In this context, the present study aimed to investigate the heating curve of a muffle furnace through experimental measurements, mathematical modeling, and its application in the quenching process of AISI 4340 steel. Two different control settings (ptol 10 and ptol 20) were evaluated during heating up to the austenitizing temperature, and their influence on the final properties of the material was analyzed. Experimental measurements of heating curves were conducted under both loaded and unloaded conditions, followed by nonlinear regression modeling using various mathematical approaches. Among the tested models, the Gompertz model presented the best fit, with a coefficient of determination (R²) of 0.9995, indicating excellent representation of the furnace's thermal behavior. Results showed that the ptol 10 setting reached the austenitizing temperature (870 °C) in a shorter time (85 minutes) compared to ptol 20 (90 minutes), indicating greater thermal efficiency. Microstructural analyses revealed variations in the fractions of martensite and retained austenite among the samples, directly affecting the measured hardness values. Additionally, sample CP3 exhibited an average magnetization of 721.93 Gauss with a standard deviation of 0.486, indicating higher resistance to magnetization compared to samples CP1 and CP2. Overall, the ptol 10 setting provided a more efficient heat treatment, with reduced processing time and satisfactory microstructural and magnetic results.
Palavras-chave: Aço AISI 4340
curva de aquecimento
têmpera
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia Mecânica
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/34535
Data do documento: 29-Abr-2025
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