PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
Objetivo da aula
Ao final desta aula, você deverá:
1. Identificar as ligas comerciais de Aço e Ferro Fundido
utilizados na indústria em geral.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
INTRODUÇÃO
 É importante saber selecionar as ligas metálicas de
Aço e Ferro Fundido.
 Saber
especificar,
internacionais,
os
segundo
materiais
normas
e
seus
ABNT
e
tratamentos
térmicos, levando em consideração como o produto é
oferecido para aquisição no mercado.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
INTRODUÇÃO
 Fatores que influenciam na estrutura cristalina do
metal.
 Tempo
de
permanência
em
determinada
temperatura.
 Temperatura de aquecimento.
 Velocidade de resfriamento.
 Esses
fatores
determinam
a
microestrutura
do
material, definindo as propriedades dos metais.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
INTRODUÇÃO
 Uma das formas de alterar a microestrutura do
material é realizando um tratamento térmico (TT).
 O TT tem como objetivo principal aumentar, diminuir,
melhorar e alterar, de um modo geral, as propriedades
mecânicas dos materiais.
 Como
já
vimos
anteriormente
os
TT consistem,
basicamente, em aquecer o material a certa temperatura,
mantê-lo
por
um
dado
tempo
e
esfriá-lo
sobre
determinadas condições.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
Zona crítica:
Onde começa
a aparecer a
Austenita
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
 Quanto mais alta a temperatura ou mais longo o
tempo de aquecimento, maior o tamanho do grão.
 O aumento da temperatura fornece a energia
necessária para o grão crescer durante o recozimento.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
• Curvas de resfriamento
 A importância do resfriamento rápido, moderado ou
lento
no
tipo
do
produto
final,
se
deve
a
microestrutura resultante:
 Lento: Perlita + ferrita ou cementita
 Moderado: Bainita
 Rápido: Martensita revenida
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
 A propriedade mecânica mais facilmente afetada pelos
tratamentos térmicos é a dureza, que aumenta ou diminui
em função da velocidade de resfriamento.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
 A propriedade mecânica mais facilmente afetada pelos
tratamentos térmicos é a dureza, que aumenta ou diminui
em função da velocidade de resfriamento.
(FORNO) = Perlita grossa
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
 A propriedade mecânica mais facilmente afetada pelos
tratamentos térmicos é a dureza, que aumenta ou diminui
em função da velocidade de resfriamento.
(AR) = Perlita + fina (+ dura que a
anterior)
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
 A propriedade mecânica mais facilmente afetada pelos
tratamentos térmicos é a dureza, que aumenta ou diminui
em função da velocidade de resfriamento.
(AR SOPRADO) = Perlita + fina que a
anterior)
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
 A propriedade mecânica mais facilmente afetada pelos
tratamentos térmicos é a dureza, que aumenta ou diminui
em função da velocidade de resfriamento.
(ÓLEO) = Perlita + martensita
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
 A propriedade mecânica mais facilmente afetada pelos
tratamentos térmicos é a dureza, que aumenta ou diminui
em função da velocidade de resfriamento.
(ÁGUA) = martensita
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TIPOS DE RECOZIMENTO
• Recozimento para alívio de tensões (qualquer liga
metálica)
• Recozimento para recristalização (qualquer liga
metálica)
• Recozimento para homogeneização (para peças
fundidas)
• Recozimento total ou pleno (aços)
• Recozimento isotérmico ou cíclico (aços)
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
RECOZIMENTO
 Seus principais objetivos são:
 Remover tensões devidas a um tratamento mecânico
a quente ou a frio.
 Diminuir a dureza.
 Diminuir a resistência mecânica.
 Aumentar a ductilidade.
 Ajustar o tamanho do grão, etc.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
RECOZIMENTO
 pode ser: Total ou Isotérmico, Subcrítico (para alívio de
Tensões)
 No recozimento total o material é colocado em
temperaturas acima da zona crítica. Deve-se evitar
velocidades muito altas de resfriamento devido ao risco de
distorções (ao forno).
 muito usado para eliminar o encruamento gerado pelos
processos de deformação à frio
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
NORMALIZAÇÃO
 O material é colocado acima da zona crítica seguido de
resfriamento mais lento (ao ar) com o objetivo de obter
uma granulação mais fina (dificultar a propagação das
trincas)
 tem o objetivo de aumentar os limites de escoamento e
resistência do material, bem como, diminuir o seu
alongamento e a estricção
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
 Têmpera e Revenido: Resfriamento lento (dentro do
Forno)
 Normalização: Resfriamento ao ar
Têmpera e Revenido : Resfriamento com água
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
TÊMPERA
 Seus principais objetivos são:
 aumentar a dureza.
 aumentar a resistência à tração, à compressão e ao
desgaste, .
 aumentar o limite de escoamento
 diminuir o alongamento, estricção, ductilidade, o
limite de elasticidade e etc.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
TÊMPERA
Grossmann definiu o conceito de severidade de têmpera ou
poder arrefecedor de um dado meio ou ainda número de
Grossmann (H) através da “constante” definida pela relação
H = h/2k, h é função da área e dif de temp
sendo h o coeficiente de transferência de calor entre a peça
e o meio de arrefecimento e k a condutibilidade térmica do
aço; ambos são função da temperatura, embora assumidos
por Grossmann como constantes.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
TÊMPERA
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
REVENIDO
 Consiste em reaquecer a peça temperada até uma
temperatura conveniente abaixo da zona crítica e esfriála lentamente, preferencialmente ao ar. O revenido é
usado como intuito de corrigir alguns defeitos da têmpera
quando
se
manifesta
uma
dureza
ou
fragilidade
excessiva. O revenido só se aplica aos aços temperados
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
REVENIDO
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
REVENIDO
 Nos pequenos trabalhos o aquecimento pode ser feito
apoiando-se a peça polida, em um bloco de aço aquecido
ao rubro. O forte calor que desprende do bloco, aquece
lentamente a peça, produzindo nesta uma coloração que
varia à medida que a temperatura aumenta. Essas cores,
que possibilitam identificar a temperatura da peça, são
denominadas cores de revenimento.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
REVENIDO
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
RESUMINDO
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
A peça/parte poderá apresentar empenamento ou fissuras
devidos ao resfriamento não uniforme. A parte externa esfria
mais rapidamente, transformando-se em martensita antes da
parte interna. Durante o curto tempo em que as partes externa
e interna estão com diferentes microestruturas, aparecem
tensões mecânicas consideráveis. A região que contém a
martensita é frágil e pode trincar.
Os tratamentos térmicos denominados de martempera e
austempera vieram para solucionar este problema
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
AUSTÊMPERA
 Consiste no aquecimento dos aços a temperaturas acima
da zona crítica seguido de esfriamento rápido de modo a
evitar a transformação da austenita. A partir daí
mantêm-se a temperatura constante até a formação da
bainita. Depois disso é resfriada ao ar livre.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
AUSTÊMPERA
 se aplica aos aços de temperabilidade relativamente
elevada e o teor de manganês mais elevado.
não é indicada às peças com espessuras superiores a
5mm se forem de aço carbono, se forem ligas admite-se
até 25mm.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
• Outra alternativa para evitar
distorções e trincas é o tratamento
denominado austêmpera, ilustrado
ao lado
• Neste processo o procedimento é
análogo à martêmpera. Entretanto
a fase isotérmica é prolongada até
que
ocorra
a
completa
transformação em bainita. Como a
microestrutura formada é mais
estável (alfa+Fe3C), o resfriamento
subsequente não gera martensita.
Não
existe
a
fase
de
reaquecimento,
tornando
o
processo mais barato.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
MARTÊMPERA
 O objetivo da martêmpera é obter a martensita, como
na têmpera. O que difere no tratamento é que, ao atingir,
no resfriamento, a linha de início de formação da
martensita, o resfriamento é retardado de modo que esta
se forme mais lentamente.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
MARTÊMPERA
 O resfriamento é feito em óleo quente ou sal fundido,
que deve ser mantido a temperatura de Mi ou pouco
superior. O material deve permanecer nesta temperatura
tempo suficiente para que ela fique uniforme em toda sua
seção. Em seguida resfria-se ao ar, evitando-se, assim, o
aparecimento
de
quantidade
excessiva
de
tensões
internas. Em seguida procede-se o revenido como na
têmpera comum.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
MARTÊMPERA
 As propriedades de um aço martemperado e revenido
são idênticas a de um aço temperado e revenido
 A martêmpera e a austêmpera também são aplicadas
aos ferros fundidos cinzentos
Os aços-liga são os mais indicados para esse tratamento.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS
• O
resfriamento
é
temporariamente
interrompido, criando um
passo isotérmico, no qual
toda a peça atinja a mesma
temperatura. A seguir o
resfriamento
é
feito
lentamente de forma que a
martensita
se
forma
uniformemente através da
peça.
A
ductilidade
é
conseguida através de um
revenimento final.
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
Tratamentos Térmicos
Recozimento
Total ou Pleno
Resfriamento
Lento
(dentro do forno)
Tempera e
Revenido
Recozimento
Isotérmico
Normalização
Resfriamento
ao ar
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
TRATAMENTOS TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS
PRINCÍPIOS DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
Bom Estudo!
Até a próxima aula!
AULA 07: TRATAMENTOS TÉRMICOS E TERMOQUÍMICOS DOS AÇOS