Tratamentos Térmicos de Aços

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<p>Tratamentos térmicos de aços,</p><p>decomposição da austenita e</p><p>curvas TTT e CCT.</p><p>Itajubá, 2024</p><p>Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)</p><p>Instituto de Engenharia Mecânica (IEM)</p><p>https://aco.com.br/aco/recozimento/</p><p>Fonte: https://ww2.inda.org.br/blog/2019/06/06/tratamento-termico-tempera/</p><p>Fonte:</p><p>https://ww2.inda.org.br/blog/2019/06/06/tratame</p><p>nto-termico-tempera/</p><p>Tratamentos térmicos</p><p>São as operações de aquecimento e</p><p>resfriamento controlados, que visam</p><p>afetar as características de aços e ligas</p><p>especiais.</p><p>2</p><p>3</p><p>O que vai aprender na aula de hoje.</p><p>✓ Principais tipos de tratamentos térmicos de aços;</p><p>✓ Formação da perlita;</p><p>✓ Formação da martensita;</p><p>✓ Formação da bainita;</p><p>4</p><p>Fatores que influenciam nos</p><p>tratamentos térmicos</p><p>Aquecimento: velocidade</p><p>e temperatura máxima –</p><p>depende do tipo de</p><p>material e da</p><p>transformação de fase ou</p><p>microestrutura desejada.</p><p>Tempo de permanência a</p><p>Temperatura máxima:</p><p>O tempo de tratamento depende</p><p>muito das dimensões da peça e da</p><p>microestrutura desejada.</p><p>▪ Quanto maior o tempo:</p><p>Maior a segurança da completa</p><p>dissolução das fases para posterior</p><p>transformação.</p><p>Maior será o tamanho de grão.</p><p>Mais facilitada será a oxidação em</p><p>função da atmosfera de tratamento</p><p>Resfriamento: velocidade e</p><p>temperatura mínima – depende do</p><p>tipo de material e da transformação</p><p>de fase ou microestrutura desejada.</p><p>É o mais importante porque é ele</p><p>que efetivamente determinará a</p><p>microestrutura, além da</p><p>composição química, das fases</p><p>material.</p><p>5</p><p>Fatores que influenciam nos</p><p>tratamentos térmicos</p><p>Atmosfera do forno:</p><p>os aços quando aquecidos a</p><p>temperatura elevadas estão sujeitos</p><p>aos fenômenos de oxidação e</p><p>descarbonetação.</p><p>Como se evitar:</p><p>✓ Utilizando-se uma atmosfera protetora ou</p><p>controlada no interior do forno (combustão</p><p>total ou parcial de carvão, óleo ou gás) .</p><p>✓ Tratamento sob vácuo;</p><p>✓ Emprego de materiais empacotamento, que</p><p>evitam ou diminuem o contato da atmosfera</p><p>com a peça;</p><p>✓ Pelos banhos de sais fundidos com potenciais</p><p>de oxigênio e carbono controlados.</p><p>6</p><p>Fatores que influenciam nos</p><p>tratamentos térmicos</p><p>Atmosfera do forno:</p><p>os aços quando aquecidos</p><p>a temperatura elevadas</p><p>estão sujeitos aos</p><p>fenômenos de oxidação e</p><p>descarbonetação.</p><p>Descarbonetação em aço 4340</p><p>Tempo de permanência (encharque):</p><p>– aços carbono: ~ 20 min. por centímetro de espessura.</p><p>– aços liga: ~ 30 min. por centímetro de espessura.</p><p>7</p><p>Tipos de</p><p>tratamentos</p><p>térmicos</p><p>Diagrama de fases metaestável – Fe - Fe3C</p><p>8</p><p>Tipos de</p><p>tratamentos</p><p>térmicos</p><p>Principais objetivos são:</p><p>✓ Redução de tensões (oriundas de resfriamento,</p><p>trabalho mecânico ou outras causas);</p><p>✓ Aumento ou diminuição da dureza;</p><p>✓ Aumento da resistência mecânica;</p><p>✓ Melhora a ductibilidade;</p><p>✓ Melhora a usinabilidade;</p><p>✓ Melhora a resistência ao desgaste;</p><p>✓ Melhora das propriedades de corte;</p><p>✓ Melhora da resistência à corrosão;</p><p>✓ Melhora da resistência ao calor;</p><p>✓ Modificação das propriedades elétricas e</p><p>magnéticas.</p><p>9</p><p>Recozimento</p><p>Este tratamento térmico visa</p><p>reduzir a dureza do aço, aumentar a</p><p>usinabilidade, facilitar o trabalho a</p><p>frio ou atingir a microestrutura ou</p><p>as propriedades desejadas.</p><p>10EsferoidizaçãoPleno</p><p>Recozimento</p><p>Alívio de</p><p>tensões</p><p>10</p><p>Recozimento pleno</p><p>Diagrama de fases metaestável – Fe-Fe3C</p><p>Recozimento pleno</p><p>Aquecimento do aço até acima ou dentro</p><p>da zona crítica (recozimento intercrítico),</p><p>permanecendo nesta temperatura o</p><p>tempo necessário para que haja completa</p><p>homogeneização da austenita, seguido</p><p>de um resfriamento lento (dentro forno,</p><p>por exemplo).</p><p>➢ Restituir ao material as propriedades</p><p>alteradas por um tratamento</p><p>mecânico ou térmico anterior.</p><p>➢ Refinar e/ou homogeneizar</p><p>estruturas brutas de fusão.</p><p>11</p><p>Recozimento pleno</p><p>Diagrama de fases metaestável – Fe-Fe3C</p><p>Recozimento pleno</p><p>O recozimento “apaga”, por assim</p><p>dizer, as estruturas resultantes de</p><p>tratamentos térmicos ou mecânicos</p><p>anteriormente sofridos, porque ao</p><p>passar pela zona critica, ocorre a</p><p>nucleação e crescimento de novos</p><p>grãos da austenita, qualquer que seja</p><p>a microestrutura apresentada pelo</p><p>material antes do aquecimento.</p><p>12</p><p>Recozimento pleno</p><p>Diagrama de fases metaestável – Fe-Fe3C</p><p>Recozimento pleno</p><p>Aço ABNT (AISI) 1040 recozido</p><p>Aços de teor de %C 0,8% eleva-se a temperatura</p><p>lentamente até aproximadamente 50°C acima do</p><p>limite inferior da zona crítica (intercrítico).</p><p>Cementita pró-eutetóide</p><p>(em rede) e as maiores</p><p>lamelas de cementitas da</p><p>perlita aparecem pretas</p><p>com o ataque químico de</p><p>picrato de sódio.</p><p>Fonte: Livro – Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. Hubertus</p><p>Colpaert. 4ª edição – revisada por André Luiz V. da Costa e Silva, 2008.</p><p>Diagrama de fases metaestável – Fe-Fe3C</p><p>Esferoidização</p><p>Realizando o aquecimento do aço até uma temperatura</p><p>próxima da A1, permanecendo nesta temperatura o</p><p>tempo necessário para transformar as lamelas de</p><p>cementita em glóbulos de cementita, seguido de</p><p>resfriamento lento.</p><p>Aço hipereutetóide com glóbulos de cementita (coalescida ou</p><p>esferoidizada). Ataque: Nital.</p><p>Recozimento de esferoidização</p><p>18</p><p>Diagrama de fases metaestável – Fe-Fe3C</p><p>Esferoidização</p><p>Recozimento de esferoidização</p><p>19</p><p>Fonte: Livro – Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. Hubertus</p><p>Colpaert. 4ª edição – revisada por André Luiz V. da Costa e Silva, 2008.</p><p>Objetiva-se alterar a distribuição dos carbonetos na</p><p>microestrutura (especialmente aqueles presentes</p><p>na perlita), transformando-os em pequenos</p><p>glóbulos ou esferas, dispersos matriz.</p><p>Aços de alto teor de %C > 0,8% apresentam uma</p><p>rede frágil de cementita ao redor da perlita.</p><p>ELEVAR A USINABILIDADE</p><p>Fe-0,66%C-1%Mn – 704°C – 24h</p><p>Recozimento de esferoidização</p><p>Fig 10.2(d) pag 260</p><p>Aço estrutural submetido a tratamento térmico de esferoidização a 625°C por diferentes</p><p>tempos. Ataque: Nital 2% + Picral 4%.</p><p>A força motriz para a transformação da microestrutura é a redução da área interfacial.</p><p>Fonte: NIST, EUA – National Institute of Standards and Technology, retirado do Livro – Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. Hubertus Colpaert. 4ª edição –</p><p>revisada por André Luiz V. da Costa e Silva, 2008.</p><p>Ferrita + perlita</p><p>Esferoidização</p><p>dos carbonetos</p><p>20</p><p>Exemplos de origem de tensões residuais:</p><p>✓ Distorção térmica numa estrutura devido ao</p><p>aquecimento causado pela irradiação solar.</p><p>✓ Tensões residuais devido ao processo de soldagem.</p><p>✓ Tensões residuais devido a retificação.</p><p>Este tratamento é aplicado com o objetivo de</p><p>se reduzir as tensões mecânicas:</p><p>➢ Originadas durante a solidificação (fundição);</p><p>➢ Em operações de conformação mecânica a frio,</p><p>como em estampagem profunda ou em operações</p><p>de endireitamento(desempeno);</p><p>➢ Corte por chama;</p><p>➢ Soldagem;</p><p>➢ Usinagem.</p><p>21</p><p>Recozimento de alívio de tensões</p><p>22</p><p>Recozimento de alívio de tensões</p><p>Consiste no aquecimento do aço a temperaturas</p><p>abaixo de A1, permanecendo nesta temperatura um</p><p>tempo necessário para equalizar a temperatura,</p><p>seguido de um resfriamento lento.</p><p>Fonte: https://www.utmaax.com.br/tratamento-termico-alivio-tensoes</p><p>Normalização</p><p>O ciclo térmico de normalização consiste no</p><p>aquecimento de austenitização completa</p><p>(geralmente até 60°C acima do limite superior</p><p>da zona crítica A3 ou Acm, seguido de</p><p>resfriamento ao ar ou ar forçado.</p><p>23</p><p>A normalização permite um maior super-</p><p>resfriamento da austenita, resultando em</p><p>uma estrutura mais fina da perlita. A</p><p>resistência e a tenacidade são maiores que</p><p>no aço recozido.</p><p>Ciclo térmico esquemático dos tratamentos de recozimento</p><p>pleno e normalização, superpostos à curva TTT de um aço.</p><p>Fonte: Livro – Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. Hubertus Colpaert. 4ª edição – revisada</p><p>por André Luiz V. da Costa e Silva, 2008.</p><p>É indicado aos aços com tamanho de</p><p>grão grosseiro após trabalho a quente,</p><p>para refiná-lo.</p><p>Também pode ser aplicada antes da</p><p>esferoidização ou da têmpera, pois a perlita</p><p>fina requer menos tempo para ser</p><p>solubilizada na austenita do que a perlita</p><p>grosseira.</p><p>Aplicado principalmente em aço carbono e</p><p>baixa liga forjados. A normalização objetiva</p><p>tornar homogênea a microestrutura após</p><p>forjamento, preparando-a para uma boa</p><p>resposta a têmpera.</p><p>Normalização</p><p>Normalização</p><p>Ciclo de Normalização mais comuns para alguns aços</p><p>AÇO</p><p>Temperatura Mínima</p><p>(oC)</p><p>Dureza Média</p><p>(HB)</p><p>1020 870 131</p><p>1040 900 170</p><p>1060 900 229</p><p>4140 870 302</p><p>4340 870 363</p><p>6150 870 269</p><p>25</p><p>Normalização</p><p>Em relação ao tratamento de</p><p>normalização, a microestrutura</p><p>resultante é mais fina (perlita com</p><p>menor espaçamento interlamelar),</p><p>menor quantidade de carbonetos e</p><p>melhor distribuição dos carbonetos.</p><p>26</p><p>4130 (recozido) 4130 (normalizado)</p><p>Perlita grosseira Perlita fina</p><p>Normalização</p><p>Em relação ao tratamento de</p><p>normalização, a microestrutura</p><p>resultante é mais fina (perlita com</p><p>menor espaçamento interlamelar),</p><p>menor quantidade de carbonetos e</p><p>melhor distribuição dos carbonetos.</p><p>27</p><p>PROPRIEDADE RECOZIDO NORMALIZADO</p><p>LR</p><p>(kgf/mm2)</p><p>75,5 106,5</p><p>LE</p><p>(kgf/mm2)</p><p>36,5 70,0</p><p>Alongamento</p><p>(%)</p><p>22,0 7,0</p><p>Dureza</p><p>(HB)</p><p>195 295</p><p>Propriedades Mecânicas de um aço com 1,0% de C, nos estados</p><p>Recozido e Normalizado.</p><p>A tratamento térmico de normalização é mais</p><p>viável economicamente que o de recozimento</p><p>pleno, pois o forno pode ser desligado logo após</p><p>o fim do período de autenitização.</p><p>Normalização</p><p>28</p><p>Recozimento</p><p>0 3 6 9 12 15</p><p>Dureza de aços em função da</p><p>quantidade de carbono e microestrutura.</p><p>Ductilidade de aços em função da</p><p>quantidade de carbono e microestrutura 29</p><p>Têmpera</p><p>A têmpera consiste do aquecimento do</p><p>aço acima da zona crítica, permanecendo</p><p>nesta temperatura um tempo necessário</p><p>para a completa homogeneização da</p><p>austenita, seguido de resfriamento</p><p>rápido, geralmente em água ou óleo.</p><p>Cilindro de gásRoda de trem</p><p>30</p><p>Têmpera</p><p>31</p><p>Têmpera</p><p>32</p><p>Temperaturas de austenitização recomendadas</p><p>para aços baixa liga na têmpera.</p><p>A têmpera visa a obtenção de</p><p>martensita na microestrutura.</p><p>A principal finalidade do tratamento</p><p>térmico de têmpera, é aumentar o</p><p>valor das propriedades mecânicas</p><p>de dureza e resistência a tração.</p><p>APLICAÇÕES:</p><p>Após tratamento termoquímico de</p><p>carbonetação; para se obter uma</p><p>superfície dura, com o núcleo da</p><p>peça mantido em durezas mais</p><p>baixas (tenaz);</p><p>Componentes de máquinas,</p><p>projetados para dureza elevada e</p><p>alto limite de resistência;</p><p>Em ferramentas para conferir ao</p><p>aço propriedades como resistência</p><p>ao desgaste, à perfuração e à</p><p>deformação plástica.</p><p>Aço Tempa Aust. (oC)</p><p>4340 840-880</p><p>4140 840-860</p><p>5160 840-860</p><p>6150 840-870</p><p>52100 830-860</p><p>Têmpera</p><p>33</p><p>34</p><p>Deformação (Mudança de forma) da estrutura cristalina</p><p>a partir da (a) “fase mãe” antes da transformação,</p><p>devido a (b) transformação, (c) transformação e</p><p>deslizamento de discordância por tensões cisalhantes,</p><p>ou (d) transformação e maclagem por tensões</p><p>cisalhantes. (as linhas tracejadas mostram a verdadeira</p><p>mudança de forma).</p><p>Plano de Hábito: é a superfície de interface entre a fase</p><p>mãe e a martensita formada, que possuem um relação</p><p>cristalográfica entre si. 35</p><p>36</p><p>Tipos de martensitas</p><p>37</p><p>Resfriamento na têmpera</p><p>TENSÕES TÉRMICAS – ocorrem devido</p><p>ao gradiente de temperatura entre a</p><p>superfície e o centro da peça.</p><p>O resfriamento rápido provoca</p><p>tensões internas, que podem ser :</p><p>TENSÕES ESTRUTURAIS – ocorrem</p><p>devido ao aumento de volume após a</p><p>transformação de fase da austenita</p><p>para martensita.</p><p>A escolha do meio de resfriamento na</p><p>têmpera depende de:</p><p>✓ Dureza final desejada;</p><p>✓ Forma e dimensões da peça;</p><p>✓ Capacidade de endurecimento do aço.</p><p>Meios de resfriamento:</p><p>✓ Água e soluções aquosas</p><p>formadas por sais e polímeros;</p><p>✓ Óleos;</p><p>✓ Ar;</p><p>✓ Sais fundidos.</p><p>38</p><p>Resfriamento na têmpera</p><p>A agitação do meio líquido modifica</p><p>a transferência de calor do meio de</p><p>resfriamento, ocasionando uma</p><p>quebra mecânica da camada de vapor</p><p>formada inicialmente e produzindo</p><p>bolhas de vapor menores e mais</p><p>facilmente destacáveis.</p><p>A temperatura do meio de</p><p>resfriamento afeta a capacidade de</p><p>extração do calor; quanto mais alta a</p><p>temperatura do meio menor a</p><p>velocidade de transferência de calor.</p><p>39</p><p>Resfriamento na têmpera</p><p>Diferentes condições de</p><p>resfriamento aplicadas a uma barra</p><p>de um determinado aço resultam</p><p>em diferentes distribuições de</p><p>microestrutura na seção</p><p>transversal da barra.</p><p>46</p><p>Fonte: Livro – Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. Hubertus Colpaert. 4ª edição – revisada por André Luiz V. da Costa e Silva, 2008.</p><p>Têmpera – influência da adição de elementos de liga</p><p>Mi (°C) = 521 − 353(%C) − 225(%Si) − 24,3(%Mn) − 27,4(%Ni) − 17,7(%Cr) − 25,8(%Mo)</p><p>Representação esquemática do efeito de vários solutos no aço sobre a</p><p>posição das principais transformações de fases em um diagrama TTT.</p><p>47</p><p>Revenido</p><p>A tratamento de têmpera torna as peças</p><p>muito duras porém muito frágeis. Salvo</p><p>raras exceções as peças temperadas são</p><p>revenidas, visando baixar a dureza e</p><p>aumentar a tenacidade.</p><p>48</p><p>O tratamento térmico de revenido</p><p>permite, através do processo de</p><p>difusão, a formação da martensita</p><p>revenida.</p><p>𝑀𝑎𝑟𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎 → 𝑚𝑎𝑟𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎 𝑟𝑒𝑣𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎</p><p>(𝑇𝐶𝐶,𝑚𝑜𝑛𝑜𝑓á𝑠𝑖𝑐𝑎) (𝑓𝑎𝑠𝑒𝑠 𝛼 + 𝐹𝑒3𝐶)</p><p>O revenido é conseguido através do</p><p>aquecimento de um aço martensítico até</p><p>uma temperatura abaixo do eutetóide</p><p>durante um intervalo de tempo específico.</p><p>Revenido</p><p>49</p><p>O tratamento térmico de revenido permite, através do</p><p>processo de difusão, a formação da martensita revenida.</p><p>𝑀𝑎𝑟𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎 → 𝑚𝑎𝑟𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎 𝑟𝑒𝑣𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎</p><p>(𝑇𝐶𝐶,𝑚𝑜𝑛𝑜𝑓á𝑠𝑖𝑐𝑎) (𝑓𝑎𝑠𝑒𝑠 𝛼 + 𝐹𝑒3𝐶)</p><p>A martensita TCC monofásica, que está supersaturada em carbono se</p><p>transforma em martensita revenida, composta por ferrita e</p><p>cementita.</p><p>A microestrutura da martensita revenida consiste em partículas de</p><p>cementita extremamente pequenas e uniformemente distribuídas.</p><p>Revenido</p><p>50</p><p>Sendo a martensita uma estrutura</p><p>metaestável, o aquecimento facilita a</p><p>busca do equilíbrio.</p><p>A metaestabilidade da martensita é</p><p>caracterizada pela permanência de</p><p>átomos de carbono nos interstícios em</p><p>que se encontravam a austenita.</p><p>Com o aquecimento fornece-se energia</p><p>para a difusão e o carbono sai da</p><p>supersaturação, precipitando-se como</p><p>carbonetos.</p><p>As reações que ocorrem no revenido</p><p>acontecem em sequência a medida que</p><p>se aumenta o tempo e/ou a temperatura</p><p>do tratamento.</p><p>1° ETAPA</p><p>51</p><p>Temperaturas entre 100/150°C até</p><p>200/250°C;</p><p>Também chamado de alívio de tensões, pois</p><p>nenhuma mudança estrutural ocorre</p><p>embora a tenacidade aumente.</p><p>#Aços com teores menores que 0,25% de C –</p><p>difusão do carbono na martensita,</p><p>aglomerando-se nas discordâncias;</p><p># Aços com teores maiores que 0,25% de C –</p><p>ocorre a precipitação de um carboneto</p><p>metaestável, hexagonal</p><p>compacto, o carboneto ε.</p><p>A precipitação</p><p>de carbonetos provoca uma</p><p>perda importante de C, que ao final dessa</p><p>etapa perde parcialmente sua</p><p>tetragonalidade e se transforma numa</p><p>rede cúbica. Ainda permanece</p><p>supersaturada em relação à ferrita.</p><p>2° ETAPA</p><p>52</p><p>Temperatura entre 200°C e 350°C</p><p>Essa etapa ocorre apenas quando</p><p>há a presença de austenita</p><p>retida, por isso é muito</p><p>importante em aços com teores</p><p>elevados de C e elementos de liga</p><p>onde o teor de austenita retida é</p><p>muito alto;</p><p>Nessa etapa a austenita retida se</p><p>transforma em</p><p>(bainita/martensita).</p><p>3° ETAPA</p><p>53</p><p>O carboneto ε formado na primeira</p><p>etapa transforma-se em cementita;</p><p>Aumentando a temperatura forma-se</p><p>um precipitado de cementita nos limites</p><p>das agulhas de martensita e em seu</p><p>interior</p><p>Com o aumento de temperatura se</p><p>redissolve a cementita do interior das</p><p>agulhas, engrossando a cementita, que</p><p>envolve a martensita.</p><p>Com o aumento da temperatura essa</p><p>cementita vai tornando-se decontínua</p><p>nos limites das agulhas de martensita.</p><p>Estrutura: martensita revenida</p><p>3° ETAPA</p><p>54</p><p>Para temperaturas abaixo de 400°C</p><p>ocorre o início da formação de</p><p>pequenos glóbulos de cementita.</p><p>Esse aspecto é o típico da martensita</p><p>revenida.</p><p>3° ETAPA</p><p>55</p><p>Entre 400°C e 600°C a cementita tende a se globulizar e perde a coerência</p><p>com a matriz.</p><p>O aço apresenta-se agora com uma estrutura constituída de pequenas</p><p>partículas de cementita, geralmente tendendo para a forma esferoidal em um</p><p>fundo de ferrita. Essa textura característica era denominada sorbita.</p><p>3° ETAPA</p><p>56</p><p>Acima de 600°C a matriz recristaliza com a</p><p>formação de novos grãos ferríticos.</p><p>A continuação do processo é um</p><p>coalescimento contínuo das partículas de</p><p>cementita.</p><p>Essa estrutura é típica também do recozido</p><p>de esferoidização. É a estrutura mais estável</p><p>de todos os agregados de ferrita e</p><p>cementita.</p><p>57</p><p>Fonte: Livro – Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. Hubertus Colpaert. 4ª edição – revisada por André Luiz V. da Costa e Silva, 2008.</p><p>Diagrama TTT – Aço com C = 0,4% e Mn = 1,0%.</p><p>Influência da temperatura de revenido sobre as propriedades</p><p>mecânicas de um aço 4340 temperado em óleo.</p><p>200°C</p><p>600°C</p><p>58</p><p>SAE 1095 100x</p><p>Têmperado</p><p>SAE 1095 100x</p><p>Têmperado e revenido</p><p>59</p><p>O objetivo do revenido é aumentar a tenacidade, entretanto em alguns</p><p>casos, o revenido pode ter efeito contrário, fragilizando o material.</p><p>Quando se efetua o revenido em temperaturas entre 230°C e 370°C</p><p>em algumas classes de aços há uma diminuição de tenacidade.</p><p>Essa fragilidade ocorre devido à formação de uma rede ou película que</p><p>envolve as agulhas de martensita</p><p>Aços susceptíveis à fragilidade:</p><p>Aços -liga de baixo teor de liga;</p><p>Aços que contém apreciáveis quantidades de Mn, Ni, Cr, Sb, P, S;</p><p>Aços ao Cr-Ni são os mais suceptíveis ao fenômeno;</p><p>60</p><p>O objetivo do revenido é aumentar a tenacidade, entretanto em alguns</p><p>casos, o revenido pode ter efeito contrário, fragilizando o material.</p><p>Quando se efetua o revenido em temperaturas entre 230°C e 370°C</p><p>em algumas classes de aços há uma diminuição de tenacidade.</p><p>Essa fragilidade ocorre devido à formação de uma rede ou película que</p><p>envolve as agulhas de martensita</p><p>Para minimizar a fragilidade do revenimento</p><p>- Manter os teores de P abaixo de 0,005% e S menor 0,01%;</p><p>- A adição de Mo em porcentagens de 0,15 a 0,5% de C é muito efetiva em</p><p>evitar tal fragilidade;</p><p>- Um aço fragilizado pode ter sua tenacidade restaurada reaquecendo a</p><p>uma temperatura maior que 550°C seguido de resfriamento rápido para</p><p>evitar a permanência prolongada no aço nas temperaturas onde há</p><p>fragilidade.</p><p>Austêmpera</p><p>Consiste no aquecimento</p><p>do aço acima da zona</p><p>crítica, permanecendo</p><p>nessa temperatura um</p><p>tempo necessário para a</p><p>completa homogeneização</p><p>da austenita.</p><p>61</p><p>Seguido de um resfriamento</p><p>rápido entre as temperaturas</p><p>Mi e “cotovelo”, permanecendo</p><p>nesta temperatura um tempo</p><p>necessário para a completa</p><p>transformação da austenita</p><p>em bainita; após, procede-se</p><p>um resfriamento qualquer.</p><p>Propriedades mecânicas do aço 1095 temperado e</p><p>austemperado.</p><p>❖ A fase isotérmica é prolongada até que</p><p>ocorra a completa transformação em</p><p>bainita.</p><p>❖ O resfriamento subsequente não gera</p><p>martensita.</p><p>❖ Não existe a fase de reaquecimento,</p><p>tornando o processo mais barato.</p><p>O objetivo é obter uma estrutura</p><p>bainítica, a qual confere ao material</p><p>alta dutilidade, tenacidade e</p><p>resistência mecânica.</p><p>Tratamento</p><p>térmico</p><p>Dureza</p><p>(HRC)</p><p>Energia</p><p>Impacto (J)</p><p>Alongamento</p><p>(%)</p><p>Têmpera em</p><p>água e revenido</p><p>53 16 0</p><p>Austemperado 52 61 11</p><p># Vantagens:</p><p>Redução de tensões internas, pois a</p><p>transformação austenita-bainita é</p><p>bastante lenta;</p><p>Não há necessidade de revenir a</p><p>peça;</p><p>Obtenção de uma textura bainítica,</p><p>com alta tenacidade e razoável</p><p>dutilidade.</p><p>Austêmpera</p><p>62</p><p>Aço 0,8C – 1,0 Mn – 0,03 Nb</p><p>(MEV)</p><p>Microestrutura da Bainita:</p><p>Aço 0,4C – 1,0 Mn – 0,03 Nb (MO)</p><p>Agulhas de Bainita no</p><p>antigo contorno de</p><p>grão austenítico.</p><p>Microestrutura da Bainita:</p><p>Em geral, a bainita apresenta morfologia acicular. Entretanto, esta ainda é</p><p>comumente separada em dois tipos: bainita superior e bainita inferior.</p><p>A primeira contitui-se de placas</p><p>de ferrita com carbonetos no</p><p>contorno, enquanto que a</p><p>segunda, além dos carbonetos</p><p>nos contornos da fase ferrítica,</p><p>apresenta também carbonetos</p><p>em seu interior, normalmente</p><p>alinhados e formando um ângulo</p><p>de aproximadamente 60° com o</p><p>eixo de crescimento da bainita.</p><p>(~ 550 – 400°C) (~400 – 250°C),</p><p>(a) (b)</p><p>Aço TRIP multifásico com C = 0,11%, Mn = 1,55%, Si = 0,59% e</p><p>Al = 1,5%.</p><p>Tratamento intercrítico (750°C por 4 min) seguido de</p><p>resfriamento brusco e austêmpera (375°C por 5 min).</p><p>Ferrita (F), Bainita (B) e Austenita retida (A)</p><p>Aço TRIP multifásico com C = 0,11%, Mn = 1,53%, Si = 1,5%</p><p>Tratamento intercrítico (750°C por 4 min) seguido de</p><p>resfriamento brusco e austêmpera (375°C por 15 min).</p><p>Ferrita (F), Bainita (B) e Austenita retida (A)</p><p>Fonte: ISIJ international – retirado do Livro – Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. Hubertus Colpaert. 4ª edição – revisada por André Luiz V. da Costa e Silva, 2008.</p><p>66</p><p>Martêmpera</p><p>Consiste no aquecimento do aço</p><p>acima da zona crítica, permanecendo</p><p>nesta temperatura um tempo</p><p>necessário para completa</p><p>homogeneização da austenita.</p><p>Seguindo-se de um resfriamento</p><p>rápido até uma temperatura pouco</p><p>acima da Mi, permanecendo nesta</p><p>temperatura um tempo necessário</p><p>para completa homogeneização da</p><p>temperatura; após, procede-se a um</p><p>resfriamento rápido.</p><p>67</p><p>Mi</p><p>Mf</p><p>Martêmpera</p><p>O objetivo é equalizar as</p><p>temperaturas do núcleo e da</p><p>superfície, de modo a minimizar as</p><p>deformações e ou riscos de</p><p>aparecimento de trincas ou fratura</p><p>Aplicado em componentes que</p><p>necessitem ser temperados e que</p><p>tenham requisitos dimensionais</p><p>severos e, ainda não permita</p><p>retrabalho posterior para correção.</p><p>68</p><p>Aço</p><p>Têmperatura de</p><p>martêmpera(oC)</p><p>Óleo</p><p>Banho de</p><p>Sal</p><p>1070 175 ----</p><p>4140 150 230</p><p>4340 ---- 230</p><p>52100 190 250</p><p>Temperaturas utilizadas na martêmpera de</p><p>alguns aços, em dois meios diferentes.</p><p>Martêmpera</p><p>69</p><p>Curva TTT esquemática para um aço com curvas de resfriamento superpostas. (a) tempera convencional.</p><p>(b) martêmpera e (c) martêmpera modificada.</p><p>OBRIGADO!</p><p>70</p>