Metalografia e Tratamento Térmico

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METALOGRAFIA E METALOGRAFIA E 
TRATAMENTO TÉRMICOTRATAMENTO TÉRMICO
Professor Me. Paulo Machado
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TRATAMENTOS TÉRMICOSTRATAMENTOS TÉRMICOS
(Cont.)(Cont.)
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3.2- RECOZIMENTO
•DEFINIÇÃO
- Consiste no aquecimento do aço acima da zona crítica
durante o tempo necessário e suficiente para se ter solução
de carbono ou elemento de liga, no ferro gama (Fe-γ),
seguido de resfriamento lento. Deixando que a peça resfrie
junto com o forno.
•PODEM SER CLASSIFICADOS EM:
- Recozimento Total ou Pleno; Isotérmico ou Cíclico: Para
alívio de tensões.
3.2- RECOZIMENTO
•OBJETIVO
- Remover tensões devidas aos trabalhos mecânicos à frio
ou à quente; Alterar as propriedades mecânicas; Modificar
as características elétricas e magnéticas; Ajustar o tamanho
de grão; Regularizar as texturas brutas de fusão, remover
gases, ....mas principalmente diminuir a dureza para
melhorar a usinabilidade do aço.
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3.2.1- RECOZIMENTO TOTAL OU PLENO
• OBJETIVO
-Obter dureza e estrutura controlada para os aços.
3.2.1- RECOZIMENTO TOTAL OU PLENO
Usado para aços hipoeutetóides
• Resfriamento
Lento (dentro do forno) � implica em tempo longo
de processo (desvantagem).
Recozimento Total 
para aços 
hipoeutetóides
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3.2.1- RECOZIMENTO TOTAL OU PLENO
Usado para aços eutetóides ou hipereutetóides.
• Resfriamento
Lento (dentro do forno) � implica em tempo longo
de processo (desvantagem).
Recozimento Total 
para aços 
eutetóides e 
hipereutetóides
3.2.1.1- DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA 
TOTAL DE RECOZIMENTO PLENO
-A título de sugestão existem autores que propõe os
seguintes intervalos de temperatura para os aços:
Hipo–eutetóides – (A3 + 50) oC; 
Eutetóides – ( A1 + 50 ) oC; 
Hiper–eutetóides – (A1 + 50) oC.
Figura: Esquema 
ilustrativo de um 
ciclo de 
Recozimento 
pleno para aços 
carbono comum.
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3.2.1.1- DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA 
TOTAL DE RECOZIMENTO PLENO
A temperatura para 
recozimento pleno é de mais 
ou menos 50ºC acima do limite 
superior da zona crítica - linha 
A3 - para aços hipoeutetóides 
e acima do limite inferior - linha 
A1 - para os hipereutetóides. 
Para estes aços, não se deve 
ultrapassar a linha superior 
Acm porque, no resfriamento 
lento posterior, ao ser 
atravessada novamente essa 
linha, forma-se-ia nos 
contornos dos grãos um 
invólucro contínuo e frágil de 
carboneto.
3.2.1.1- DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA 
TOTAL DE RECOZIMENTO PLENO
B
A
-Em [A] transformações de um Aço Hiper eutetoide com 1,2%C em resfriamento 
lento. Em [B] foto micrografia de um Aço Hiper eutetoide com 1,2%C 
austenitizado e resfriado lentamente. A estrutura é constituída de Cementita pro-
eutetoide, nos contornos do grão da austenita inicial, fase clara. A fase escura 
consiste em perlita lamelar grosseira. Picral; 1.000X.
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3.2.1.2- CONSTITUINTES ESTRUTURAIS 
RESULTANTES DO RECOZIMENTO PLENO
Hipoeutetóide� ferrita + perlita grosseira
Eutetóide � perlita grosseira
Hipereutetóide� cementita + perlita grosseira
3.2.1.2- CONSTITUINTES ESTRUTURAIS 
RESULTANTES DO RECOZIMENTO PLENO
-Nas condições de recozimento pleno obtém-se as
estruturas com granulações grosseiras,
sensivelmente mais grossas do que as obtidas
quando da normalização. Entretanto, a estrutura
mais desejada é a perlita grosseira, por ser a
estrutura ideal para melhorar a usinabilidade dos
aços de baixo e médio carbono.
-Para os aços de alto carbono e do ponto de vista
da usinabilidade esta perlita não é vantajosa, sendo
preferível uma estrutura diferente, a esferoidita.
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3.2.1.2- CONSTITUINTES ESTRUTURAIS 
RESULTANTES DO RECOZIMENTO PLENO
• RESUMO:
* AA perlitaperlita grosseiragrosseira éé idealideal parapara melhorarmelhorar aa
usinabilidadeusinabilidade dosdos açosaços baixobaixo ee médiomédio carbonocarbono;;
* Para melhorar a usinabilidade dos aços alto
carbono recomenda-se a esferoidização;
3.2.1.2- CONSTITUINTES ESTRUTURAIS 
RESULTANTES DO RECOZIMENTO PLENO
-Devido o tempo para a execução do recozimento
pleno ser muito longo, em muitos casos, é preferível
substituí-lo pelo Recozimento Isotérmico ou
Cíclico.
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3.2.2- RECOZIMENTO ISOTÉRMICO OU 
CÍCLICO
Usado para aços hipoeutetóides
Recozimento 
isotérmico para 
aços 
hipoeutetóides
Transformação Isotérmica Resfriamento 
rápido em banho de 
sais
3.2.2- RECOZIMENTO ISOTÉRMICO OU 
CÍCLICO
Usado para aços eutetóides ou hipereutetóides
Transformação Isotérmica Resfriamento 
rápido em banho de 
sais
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3.2.2- RECOZIMENTO ISOTÉRMICO OU 
CÍCLICO
• A diferença do recozimento pleno está no resfriamento
que é bem mais rápido, tornando-o mais prático e mais
econômico;
• Permite obter estrutura final + homogênea, ou seja,
transformação total da Austenita;
• Não é aplicável para peças de grande volume porque é
difícil de baixar a temperatura do núcleo da mesma;
• Esse tratamento é geralmente executado em banho de
sais.
3.2.3- COALESCIMENTO OU 
ESFEROIDIZAÇÃO
• DEFINIÇÃO
-Qualquer tratamento capaz de produzir esferoidita,
forma globular ou esferoidal do carboneto de ferro (
Fe3C ), em aços carbono Hiper Eutetoides,
objetivando melhorar sua usinabilidade.
• OBJETIVO
-Produção de uma estrutura globular ou esferoidal
de carbonetos no aço.
-Melhora a usinabilidade, especialmente dos aços
alto carbono e facilita a deformação a frio.
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3.2.3.1- MANEIRAS DE PRODUZIR 
COALESCIMENTO OU ESFEROIDIZAÇÃO
-Aquecimento por tempo prolongado a uma
temperatura logo abaixo da linha inferior da zona
crítica.
-Aquecimento e resfriamentos alternados entre
temperaturas que estão logo acima e logo abaixo
da linha inferior de transformação.
3.2.3.1- MANEIRAS DE PRODUZIR 
COALESCIMENTO OU ESFEROIDIZAÇÃO
-Operação de Coalescimento
Figura: (a) aquecimento por tempo prolongado abaixo de A1 –
chamado de sub crítico e b) aquecimento e resfriamento alternado 
acima e abaixo de A1, todos seguido de resfriamento lento.
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3.2.3.2- AVALIAÇÃO DO RECOZIMENTO E DA 
ESFEROIDIZAÇÃO
- A esferoidita, obtida pelo
Coalescimento,
apresenta uma dureza
menor do que a da perlita
grosseira, obtida no
recozimento.
Figura – Dureza de vários 
produtos de transformação de 
aços.
3.2.3.2- AVALIAÇÃO DO RECOZIMENTO E DA 
ESFEROIDIZAÇÃO
Figura – Em [A] aço SAE 1030 austenitizado a 9270C por 1hr, depois
a 7770C por 2hrs e 40 min, mantido a 7070C por 4 hrs para
transformação de isotérmica da austenita, resfriado em salmoura.
Ferrita e perlita grossa. Ataque Picral, 1000X. Em [B] aço SAE 1030
austenitizado a 8020C por 40 mins, mantido a 7040C por 15 mins para
transformação isotérmica, então aquecido para 7070C e mantido por
192 hr. Perlita de esferoidal em uma matriz de ferrita. Ataque Picral,
1000X.
[A] [B]
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3.2.3.2- AVALIAÇÃO DO RECOZIMENTO E DA 
ESFEROIDIZAÇÃO
Figura –Em [A] barra de aço SAE 1040, 1 pol de diâmetro,
austenitizada às 9300C por ½ hr, esfriada lentamente em forno. Áreas
brancas são ferritas; áreas escuras são perlitas. Ataque Nital, 500X.
Em [B] aço SAE1040 austenitizado 8020C por 40 mins, mantido a
7070C por 6 hrs para transformação de isotérmica. Estrutura de
carbonetos esferoidizados em uma matriz de ferrita. Ataque Picral,
1000X.
[A] [B]
3.3- TÊMPERA
•DEFINIÇÃO
- Consiste no resfriamento rápido do aço austenitizado com
a finalidade de obter a martensita.
- Consiste no resfriamento rápido do aço de uma
temperatura superior à sua temperatura crítica ( mais ou
50ºC acima dalinha A1 os para os aços hipereutetóides)
em um meio como óleo, água, salmoura ou mesmo ar ). A
velocidade de resfriamento, nessas condições, dependerá
do tipo de aço, da forma e das dimensões das peças.
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3.3- TÊMPERA
• OBJETIVO
- Sob o ponto de vista de propriedades mecânicas, é o
aumento da dureza e deve verificar-se até uma
determinada profundidade.
- Resultam também da têmpera redução da ductilidade
(baixos valores de alongamento e estricção), da tenacidade
e o aparecimento de apreciáveis tensões internas. Tais
incovenientes são atenuados ou eliminados pelo revenido.
- Para que a têmpera seja bem sucedida vários fatores 
devem ser levados em conta:
3.3- TÊMPERA
- Inicialmente, a velocidade de esfriamento deve ser tal que
impeça a transformação da austenita nas temperaturas
mais elevadas, em qualquer parte da peça que se deseja
endurecer.
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3.3- TÊMPERA
Figura – Diagrama esquemático de transformação para têmpera e 
revenido, para um aço hipoeutetóide.
Usado para aços hipoeutetóides
Resfriamento Rápido
Água Fria
Seguido TT 
Revenimento
3.3- TÊMPERA
Figura – Diagrama esquemático de transformação para têmpera e 
revenido, para um aço eutetóide e hipereutetóide.
Usado para aços eutetóides e hipereutetóides
Resfriamento Rápido
Água Fria
Seguido TT 
Revenimento
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3.3- TÊMPERA
- As condições operacionais para o desenvolvimento deste
tratamento térmico, tais como; a temperatura, o tempo de
permanência nesta temperatura; são definidos da mesma
forma que para o recozimento.
-A velocidade de 
resfriamento 
dependerá do tipo do 
aço, da forma e 
dimensões da peça.
Figura – Esquema ilustrando a correlação
entre três tipos de resfriamento e as
respectivas estruturas resultantes.
3.3.1- NATUREZA, ASPECTO E 
PROPRIEDADES DA MARTENSITA
- A MARTENSITA, é o constituinte típico dos aços
temperados, apresenta-se ao microscópio e após
ataque químico conveniente, com um aspecto
marcadamente acicular, formando agulhas superpostas
e em ziguezague, com ângulos de 60 graus entre si.
Figura – Aço SAE 1050,
austenitizado acima da zona crítica e
resfriado em água a temperatura
ambiente. Ataque Nital, 750X..
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3.3.1- NATUREZA, ASPECTO E 
PROPRIEDADES DA MARTENSITA
- A martensita é extremamente dura, quebradiça e de
elevada resistência à tração. A dureza do aço
temperado depende do seu teor de carbono, crescendo
com este, e independe de qualquer outro fator.
Figura – Correlação entre o teor de C e LRT para Aços C.C. temperados em 
dois meios de resfriamento.
- A tabela seguinte relaciona resistência mecânica
obtida pela têmpera, em água e óleo, de corpos de
prova redondos com diâmetros variando entre ( ¾ e 1 )
polegada.
% C
Temperado em Água
( kg / mm2 )
Temperado em Óleo
( kg / mm2 )
0,10 57,5 50,6
0,20 105,0 60,0
0,30 167,0 72,0
0,40 187,0 84,0
0,60 202,0 109,0
0,80 219,0 132,5
0,95 228,0 155,0
3.4- REVENIDO
•DEFINIÇÃO
- Consiste no resfriamento moderado da peça temperada 
(ou normalizada) reaquecida em temperaturas abaixo da 
linha A1, do diagrama Fe-Fe3C.
•OBJETIVO
- Remover o excesso de tensões internas; de dureza e 
fragilidade para promover minimamente a ductilidade e a 
resistência ao choque.
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3.4- REVENIDO
- No revenido são igualmente importantes o tempo e a
temperatura de tratamento: o tempo de revenimento tem
o mesmo efeito que a temperatura, isto é, pode-se
Conseguir determinadas propriedades revenindo por certo
tempo a determinada temperatura, ou por tempo maior que
o anterior, a temperatura mais baixa. A temperatura de
revenimento é escolhida de acordo com a curva de
revenido do aço.
3.4- REVENIDO
- Em geral as curvas de revendo mencionam qual a tempo
a ser adotado. Entretanto, o mais comum é adotar de 1 a 2
horas por polegada da maior espessura da peça.
[A] [B]
Figura – Aço SAE 1050, Temperado em água a temperatura ambiente: Em [A]
Revenido a 2000C. Estrutura: Martensita Revenida. Em [B] Revenido a 4000C. 
Estrutura: Sorbita com início de formação de pequenos glóbulos de Cementita. 
Ataque Nital, 750X.
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3.4- REVENIDO
[A] [B]
Figura – Efeito da temperatura e do tempo de revenido. A) Efeito da 
temperatura de revenido sobre a dureza e a resistência ao choque de um aço 
SAE 1045 temperado; b) Influência do intervalo de tempo no revenido de um 
aço com 0,82%C realizado a quatro temperaturas diferentes.
3.4- REVENIDO
Figura – Esquema ilustrativo das alterações que um aço Carbono Comum, 
médio C, com textura Martensítica sofre, quando aquecido a temperaturas 
crescentes até acima da zona crítica.
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3.5- MARTÊMPERA OU TÊMPERA 
INTERROMPIDA
•DEFINIÇÃO
- Usado quando se deseja peças de aço isentas de
distorções ou empenamentos oriundos de resfriamento
rápido.
•OPERAÇÕES DE MARTÊMPERA
- Aquecimento na faixa de temperaturas de austenitização
do aço;
-Resfriamento em meio líquido, óleo ou sal fundido, a uma
temperatura pouca acima da temperatura MS;
-Manutenção no meio de resfriamento até a completa
homogeneização da temperatura;
-Resfriamento a velocidade moderada ( ar tranqüilo ) até a
temperatura ambiente.
3.5- MARTÊMPERA OU TÊMPERA 
INTERROMPIDA
- Mesmo com os cuidados tomados no resfriamento a
martêmpera vem acompanhada do revenimento como a
têmpera e ao contrário da austêmpera que prescindo do
mesmo.
- A figura a seguir apresenta uma variante do processo, a
martêmpera modificada, diferindo da convencional pelo
fato da temperatura do banho ser bem menor. Neste caso
obtém-se maiores velocidades de resfriamento, o que pode
ser exigido se o aço em estudo for de baixa
temperabilidade.
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3.5- MARTÊMPERA OU TÊMPERA 
INTERROMPIDA
Figura – Esquema ilustrativo de transformação para martêmpera, para um aço 
hipoeutetóide. 
Usado para aços hipoeutetóides
3.5- MARTÊMPERA OU TÊMPERA 
INTERROMPIDA
Figura – Esquema ilustrativo de transformação para martêmpera, para um aço 
eutetóide ou hipereutetóide. 
Usado para aços eutetóides e hipereutetóides
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3.5- AUSTÊMPERA
•DEFINIÇÃO
- Consiste na transformação isotérmica da austenita em
temperaturas localizadas abaixo do cotovelo e acima do MS
da curva TTT do aço em estudo.
-Este tratamento está baseado no conhecimento prévio das
curvas TTT uma vez que busca aproveitar-se das
transformações isotérmicas que a austenita pode sofrer. O
constituinte assim obtido é denominado de BAINITA e
apresenta propriedades semelhantes ( ou superiores ) as
das estruturas martensíticas revenidas.
3.5- AUSTÊMPERA
•O AÇO É AUSTEMPERADO DA SEGUINTE
MANEIRA:
- Aquecimento dentro da faixa de austenitização;
-Resfriado até uma temperatura localizada abaixo do
cotovelo e acima do MS da curva TTT;
-Mantido nesta temperatura até a completa transformação
da austenita em bainita e, finalmente, Resfriado em ar
tranqüilo até a temperatura ambiente.
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3.5- AUSTÊMPERA
Figura – Representação 
esquemática do diagrama 
de transformação para 
austêmpera.
3.5- AUSTÊMPERA
- As estruturas bainíticas assim obtidas, principalmente
quando obtidas nas menores temperaturas, caracterizam-se
por apresentarem excelente ductilidade e resistência ao
choque associadas a elevada dureza. São estruturas
praticamente isentas de tensões térmicas e por isso
constituindo-se na grande vantagem da austêmpera sobre a
têmpera e o revido comuns, como pode ser visto na tabela
abaixo como resultado para um aço SAE 1095 e segundo a
ASM.
Tratamento Térmico DUREZA ( Rc ) Res. ao Choque( kgm ) Ductilidade ( % 1” )
Temperado e 
Revenido 53,00 1,66 0
Temperado e 
Revenido 52,50 1,94 0
Martenperado e 
Revenido 53,00 3,88 0
Martemperado e 
Revenido 52,50 3,32 0
Austemperado 52,00 6,23 11
Austemperado 52,50 5,54 8
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3.5- AUSTÊMPERA
[A] [B]
Figura - Parte central de uma barra de aço AMS 6419, com seção 
transversal aprox. 102-mm [4-1pol]: Em [A] austenitizado por 1,5 h a 
8600C [1.575 F], resfriado em salmoura por 30 min até 2900C [550 F], 
então resfriado em óleo à temperatura ambiente. A estrutura é 
martensita revenidae algum bainita. Nital 2%, 500X. Em [B] mesmo aço 
e processamento, resfriado ao ar à temperatura ambiente. Estrutura é 
uma mistura de bainita, martensita revenida e martensita não revenida. 
Nital 2%, 500X
3.6- TAMANHO DE GRÃOS NOS AÇOS
•INTRODUÇÃO
- A procura da razão pela qual aços com a mesma
composição química comportam-se, por vezes, de maneira
inteiramente diferente sob certos aspectos, levou os
pesquisadores a aprofundados estudos em torno dos
demais fatores capazes de influir nas propriedades do
material. Verificou-se, então, que o tamanho de grão ( TG )
dos aços era responsável, em muitos casos, por essa
aparente incongruência no seu comportamento.
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3.6- TAMANHO DE GRÃOS NOS AÇOS
- O assunto é bastante vasto. Verificou-se que o TG da
austenita tem influência sobre diversas propriedades dos
aços, como ilustra a tabela abaixo.
Propriedades Tamanho de grão austeníticoFino Grosso
Temperabilidade Menor Maior
Tenacidade a um mesma 
dureza Maior Menor
Distorção e empeno na 
têmpera Menor Maior
Trincas da têmpera Geralmente inexistente Mais
Trincas de retifica Idem Mais
Tensões internas Menores Maiores
Retenção da austenita Menor Maior
usinabilidade após normalizado Inferior Superior
Fragilidade por deformação à 
frio Menor Maior
3.6.1- MECANISMOS DE CRESCIMENTO DE 
GRÃOS NOS AÇOS
- Ao aquecer-se um aço desde a temperatura ambiente pela
passagem através da zona crítica, obtém-se inicialmente,
um acentuado refino de grão; os novos grãos de austenita
agora formados são menores que os que existiram
anteriormente. Continuando o aquecimento, já dentro da
zona de austenitização, não haverá, até certa temperatura,
qualquer crescimento apreciável dos grãos formados, que
permanecerão no tamanho 5 a 8 ASTM. Ao atingir-se,
porém, a determinada temperatura, conhecida como
temperatura de crescimento de grão do aço considerado,
haverá rápido crescimento dos cristais da austenita.
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3.6.1- MECANISMOS DE CRESCIMENTO DE 
GRÃOS NOS AÇOS
3.6.1- MECANISMOS DE CRESCIMENTO DE 
GRÃOS NOS AÇOS
- O resfriamento e conseqüente passagem novamente
através da zona crítica não diminuirá o TG obtido no
aquecimento, que permanecerá invariável até a
temperatura ambiente.
- A temperatura de crescimento de grão varia para cada
aço, e para uma mesma composição química varia com o
tratamento prévio sofrido pelo material. Assim, aquecimento
prévios a cerca de 900 oC, seguido de resfriamento ao ar,
ou aquecimentos seguidos de resfriamento lento, trabalho
mecânico a quente e a frio, diminuem a temperatura de
crescimento de grão.
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3.7- COMO DETERMINAR O TAMANHO DE 
GRÃO AUSTENÍTICO
- Os testes para determinação do tamanho de grão
austenítico foram padronizados, nos Estados Unidos, pela
ASTM ( ASTM E-19 ). Uma vez que a austenita só existe a
altas temperaturas, há necessidade de se recorrer a
artifícios metalográficos para revelação de seu tamanho de
grão, à temperatura ambiente. O Metals Handbook, da
ASM, ensina como proceder com aços hipoeutetóides e
hipereutetóides.
3.7- COMO DETERMINAR O TAMANHO DE 
GRÃO AUSTENÍTICO
-Uma vez ressaltado o contorno dos grãos austeníticos por
tais recursos de laboratório, são os mesmos comparados
ao microscópio e a aumentos de 100x, com desenhos
padronizados, sendo o resultado expresso segundo
números variáveis de 1 a 15. Estes números correspondem
ao número de grãos por polegada existente na micrografia
a 100x; tal quantidade de grãos é calculável pela seguinte
expressão da ASTM:
na = 2(N-1)
na = número de grãos por polegada quadrada, com
aumento de 100x.
N = índice de tamanho de grão ASTM.
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3.7- COMO DETERMINAR O TAMANHO DE 
GRÃO AUSTENÍTICO
-No método da ASTM, a fotomicrografia de uma dada
amostra cristalina com aumento de 100x é comparada com
uma série de micrografias normalizadas ou polígonos
idealizados. As cartas são dadas para N variando de 1 a 8.
O número de grãos por polegada quadrada, a 100x, para
diferentes números ASTM são dados na tabela abaixo:
Índice de tamanho de grão
ASTM
Número de grãos por polegada 
quadrada a 100x
Médias Faixa
11 11 0,75 0,75 –– 1,51,5
22 22 1,5 1,5 –– 3,03,0
33 33 3,0 3,0 –– 6,06,0
44 44 6 6 -- 1212
55 55 12 12 -- 2424
66 66 24 24 -- 4848
77 77 48 48 -- 9696
88 88 96 96 -- 192192
3.7- COMO DETERMINAR O TAMANHO DE 
GRÃO AUSTENÍTICO
-Assim, para o TG 1 existem 2( 1- 1 ), ou 1 grão por polegada 
quadrada; para N = 2, existem 2( 2 – 1 ), ou 2 grão; N=3 
existem 2( 3 – 1 ); N=4 existem 2( 4 – 1 ).
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3.8- IMPORTÂNCIA DO TAMANHO DE GRÃO 
AUSTENÍTICO
- Devido, principalmente, ao efeito deletério da granulação
sobre a resistência ao impacto dos aços, peças de
responsabilidade e sujeitas a choques em automóveis,
máquinas, aviões, armamentos, trazem especificações
severas quanto ao TG austenítico. A figura a seguir mostra
os efeitos do TG sobre a resistência ao impacto de um aço
com 0,89%C.
3.8- IMPORTÂNCIA DO TAMANHO DE GRÃO 
AUSTENÍTICO
Figura – Efeito do TG sobre a resistência ao impacto.
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ESTRUTURA DA APRESENTAÇÃO
4 TEMPERABILIDADE
4.1 TEMPERABILIDADE EM MATERIAIS FERROSOS
4.1.1 GENERALIDADES
4.1.2 IMPORTÂNCIA
4.1.3 FATORES QUE INFLUENCIAM A 
TEMPERABILIDADE
4.2 MEDIDAS DE TEMPERABILIDADE
4.2.1 DETERMINAÇÃO DA TEMPERABILIDADE PELO 
EXAME DE FRATURAS
4.2.2 DETERMINAÇÃO DE TEMPERABILIDADE POR 
CURVAS U
4.2.3 DIÂMETRO CRÍTICO 
4.2.3.1 DIÂMETRO CRÍTICO IDEAL
4.3 ENSAIO DE JOMINY
4.3.1 CURVAS DE JOMINY PARA AÇOS REVENIDOS
4.3.2 RELAÇÃO ENTRE OS ENSAIOS
4.1 TEMPERABILIDADE EM 
MATERIAIS FERROSOS 
Define-se temperabilidade como a capacidade
dos aços em deixar-se penetrar pela têmpera.
Uma peça é considerada temperada quando a
microestrutura de seu núcleo contiver
quantidade de martensita igual ou superior a
50%, por isto também define-se temperabilidade
como a sucetibilidade do aço em desenvolver
uma estrutura martensítica.
4.1.1 GENERALIDADES
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4.1 TEMPERABILIDADE EM 
MATERIAIS FERROSOS 
Alta temperabilidade, nem sempre é desejada, principalmente em
aços que devem ser soldados.
Aços ligados são difíceis de serem soldados. Isto porque, ao
executar-se uma solda, a ligação de peças é feita através da
solidificação de uma seção intermediária de metal líquido.
Durante o processo, o metal adjacente à solda e até uma certa
distância de cada lado da solda, aquece-se até o campo
austenítico. Em aços com alta temperabilidade, formar-se-á a
martensita (dura e frágil) no resfriamento até a temperatura
ambiente. Por esta razão, os aços estruturais usados na construção
de pontes, edifícios, navios, não devem, normalmente, apresentar
alta temperabilidade.
4.1.2 IMPORTÂNCIA
Influenciam a temperabilidade, principalmente, os
elementos ligantes e o tamanho de grão.
Na realidade, a influência destes elementos e o
tamanho de grão na penetração do tratamento é,
em parte, consequência da diminuição da
velocidade crítica
4.1.3 Fatores que influenciam a 
temperabilidade
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4.1.3 FATORES QUE INFLUENCIAM A 
TEMPERABILIDADE
• Velocidade critica
Figura 4.1 – Representação do
efeito de teor de carbono e do
tamanho de grão do aço sobre a
Veloc. Crít. de Resf. (Vc): 1- Aço
de granulação fina com baixo
teor de Mn; 2 - Aço de
granulação média com ( 0,4 a
0,5) % Mn; 3 - Aço de
granulação grosseira com ( 0,6 a
0,7 ) % Mn [2].
Vc pode ser definida como:
A menor Velocidade de
Resfriamento que produzirá
estrutura inteiramente
martensítica.
4.1.3 FATORES QUE INFLUENCIAM A 
TEMPERABILIDADE
Figura 4.2 – Representação esquemática do efeito de seção da 
peça sobre a velocidade de resfriamento em meios diferentes. 
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4.1.3 Fatores que influenciam a 
temperabilidade
Figura 4.3 – Influência dos elementos 
na temperabilidade do aço.
Influência dos elementos de liga:
Mn
Si,Cr,Mo
Ni,Cr,Mo,Si
Cr,Si
4.1.3 Fatores que influenciam a 
temperabilidade
Figura 4.4 – Influência do %C na 
temperabilidade
Influência do conteúdo de Carbono:
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4.1.3 Fatores que influenciam a 
temperabilidade
Figura 4.5 – Açosde granulação fina
terão suas curvas
deslocadas para
esquerda,
enquanto aços de
granulação mais
grossa levarão
mais tempo para
transformar-se.
Influência dos tamanho de grão
4.2 Medidas de Temperabilidade
A determinação da temperabilidade pode
ser realizada por intermédio de:
4.2.1 Exames de fraturas
4.2.2 Curvas em U
4.2.3 Diâmetro Crítico
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4.2 Medidas de Temperabilidade
4.2.1 Exames de fraturas
Preparam-se barras cilíndricas de ¾’’ de
diâmetro e 125mm de comprimento, estas
barras serão resfriadas em água e depois
fraturadas por tensão. Serão observadas áreas
de granulometria mais grossa, as quais são as
áreas que não foram temperadas.
Figura 4.6 –
Desenho 
esquemático de 
seções 
transversais 
das barras 
fraturadas.
4.2 Medidas de Temperabilidade
4.2.2 Curvas em U
Estas curvas têm este nome
em função de seu formato.
Elas dão a variação da
dureza ao longo do raio,
desde a periferia até o
centro, numa dada seção de
um dado aço, para
determinada temperatura de
têmpera e para um certo
meio de resfriamento.
Figura 4.7 – Curva em U
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4.2 Medidas de Temperabilidade
4.2.2 Curvas em U
Influência direta do meio de resfriamento
Figura 4.8 – Curvas de resfriamento 
obtidas a partir de distintos meios
4.2 Medidas de Temperabilidade
4.2.2 Curvas em U
Figura 4.9 – Corpos de prova distintos 
para ensaio de dureza
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4.2 Medidas de Temperabilidade
4.2.3 Diâmetro crítico
Ao se temperar várias várias amostras de diferentes
diâmetros de um mesmo aço, nas mesmas condições,
verifica-se que a partir de um certo diâmetro, o núcleo
não se tempera.
Figura 4.10 – Corpos
de prova
temperados, suas
durezas e seus
respectivos
diâmetros.
4.2 Medidas de Temperabilidade
4.2.3 Diâmetro crítico
Quanto maior o diâmetro crítico, menor a
temperabilidade do material.
Figura 4.11 – Detalhe
de uma curva U
caracterizando o
diâmetro crítico
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4.2 Medidas de Temperabilidade
4.2.3.1 Diâmetro crítico ideal
Para que se pudesse comparar aços
diferentes, quanto à temperabilidade, seria
necessário associar os diâmetros críticos a um
certo H. Grossman introduziu o conceito de
diâmetro crítico ideal, que seria o diâmetro
crítico obtido por um meio de resfriamento
hipotético com capacidade infinita de extração
de calor, H = ∞
Figura 4.12 –
Ábaco para 
determinação do 
Dcr ideal
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Assim, o diagrama anterior permite-nos,
com o auxílio das condições hipotéticas da
tabela, determinar o diâmetro crítico ideal a
partir do diâmetro crítico e a intensidade de
têmpera do meio utilizado.
Pode-se então definir a temperabilidade
dos aços por meio de um valor numérico,
sendo que este valor representa o diâmetro
máximo que pode ter uma peça de
determinada composição química e
tamanho de grãos definidos, para que seu
centro possua 50% de martensita após
resfriamento num meio de têmpera com
severidade H = ∞.
4.3 Ensaio de Jominy
Este tipo de ensaio vem sendo utilizado
para se medir temperabilidade, em função
de que a determinação das curvas U é
mais difícil e trabalhosa. No ensaio Jominy,
um único corpo de prova substitui a série
de amostras do ensaio anterior.
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4.3 Ensaio de Jominy
Figura 4.13 –
Esquemático do 
corpo de prova 
para o ensaio
Figura 4.14 – Desenho 
esquemático do aparato 
para o ensaio
Figura 4.15 – Plotagem de resultados do 
ensaio de dureza.
4.3 Ensaio de Jominy
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Figura 4.16 – Faixa de Temperabilidade Jominy para aços Manganês 
e aços Cromo/Molibdênio 
4.3 Ensaio de Jominy
Vantagens: Simplicidade de execução;
Possibilidade de com um só ensaio se caracterizar
a resposta de um aço a uma gama muito extensa
de velocidades de resfriamento; Permite obter uma
reprodutibilidade de resultados muito boa, mesmo
para variações significativas das condições da sua
execução.
Desvantagens: Não é aplicável para aços de
muito reduzida temperabilidade (curvas de Jominy
com uma queda muito rápida da dureza), nem
para aços de muito alta temperabilidade (curvas de
Jominy com muito reduzida variação de dureza ao
longo da geratriz).
4.3 Ensaio de Jominy
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4.3.1 Curvas de Jominy para aços 
revenidos
Figura 4.17 – Aço temperado e revenidos 
4.3.1 Curvas de Jominy para aços 
revenidos
Este tratamento de revenido é importante
pois a têmpera tende a tornar o aço
excessivamente rígido (pouca elasticidade) e
frágil (baixa resistência ao choque) e a criar
tensões internas. O revenido irá aquecer a
peça a temperaturas inferiores à da têmpera,
este reaquecimento irá corrigir tais
inconvenientes.
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4.3.2 Relação entre os ensaios
Jominy construiu curvas,
admitindo a teoria de que os
pontos da amostra cuja
velocidade de resfriamento
a 704 oC seja igual à da
barra e que suas durezas
em determinados pontos
sejam iguais.
Figura 4.18 – Correlação entre as medidas de dureza 
dos diferentes ensaios.