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Aula 06 - Tratamentos termicos_20130604085207

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Tratamento Térmico 
 
 
Professora: Rafaela Azevedo 
Engenheira Mecânica 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
História: 
 
É bastante antiga a preocupação do homem em obter metais 
resistentes e de qualidade. O imperador romano Júlio César já 
afirmava, no ano 55 a.C., que os guerreiros se defrontavam com o 
problema das armas entortarem após certo tempo de uso, o que os 
obrigava a interromper as lutas para consertar suas armas de ferro. 
 
Os romanos, por sua vez, já haviam descoberto que o ferro se tornava 
mais duro quando aquecido durante longo tempo em um leito de carvão 
vegetal e, em seguida, resfriado em salmoura. Esse procedimento pode 
ser considerado a primeira forma de tratamento térmico, pois permitia a 
fabricação de armas mais duras e resistentes. 
 
Entretanto, foram necessários muitos anos para que o homem 
aprendesse a lidar de modo mais eficiente com o calor e com os 
processos de resfriamento, e, assim, fazer o tratamento térmico 
adequado dos metais. 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
Definição: 
 
Tratamentos térmicos são ciclos térmicos compostos por fases de 
aquecimento, permanência e resfriamento que visam alterar a estrutura 
natural dos metais com o objetivo principal de conferir ou melhorar suas 
propriedades mecânicas ou de corrigir defeitos e distorções causadas 
por processos anteriores do tratamento dos metais (laminação, 
tratamentos anteriores, etc.). 
Alguns tratamentos para 
realizar alterações nas 
propriedades mecânicas, 
dos aços em particular, 
necessitam que o 
aquecimento se dê a 
temperaturas em que o 
carbono esteja totalmente 
solubilizado. 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
Tipos de Tratamentos Térmicos: 
 
Os principais tratamentos térmicos que serão estudados estão 
abaixo representados: 
 
- Recozimento; 
 
- Normalização; 
 
- Tempera; 
 
- Revenimento; 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
Os principais objetivos dos tratamentos térmicos 
são: 
 
- Aumento ou diminuição da dureza; 
 
- Aumento da resistência mecânica; 
 
- Melhora da resistência a corrosão; 
 
- Melhora da usinabilidade; 
 
- Melhora da resistência ao desgaste; 
 
- Remoção de tensões (causados pelo esfriamento desigual); 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
Principais fatores que influenciam o tratamento 
térmico: 
 
Os principais fatores a serem considerados em um tratamento térmico 
são: aquecimento, tempo de permanência à temperatura e resfriamento. 
 
Aquecimento: O aquecimento rápido é obtido colocando-se a peça que 
está à temperatura ambiente dentro do forno pré - aquecido. Isto só é 
possível com peças que não trincam ou deformam com choques 
térmicos. 
 
As peças que trincam ou deformam através de choques térmicos, devem 
ser aquecidos lentamente, isto é, a peça deve ser colocada no forno que 
está à temperatura ambiente e aquecida juntamente com o forno. 
 
A temperatura de aquecimento deverá ser adequada para que ocorram 
as modificações estruturais desejadas. Se ela for inferior a essa 
temperatura, as modificações estruturais não ocorrerão, se for superior, 
ocorrerá um crescimento dos grãos que tornará o aço frágil. 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
Principais fatores que influenciam o tratamento 
térmico: 
 
Tempo de permanência a temperatura: É o tempo em que a 
peça deve permanecer na temperatura do tratamento térmico, 
a fim de garantir completa mudança na estrutura do aço. 
 
O tempo de permanência na mesma temperatura deve ser o 
suficiente para que as peças se aqueçam de modo uniforme 
em toda a secção. Se o tempo de permanência for além do 
necessário, pode haver indesejável crescimento dos grãos. 
 
Para cada tipo de aço temos um tempo de permanência 
diferente. 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
Principais fatores que influenciam o tratamento 
térmico: 
 
Resfriamento: A velocidade de resfriamento é o fator mais 
importante na obtenção da estrutura desejada na peça. Diferentes 
estruturas, podem ser obtidas com diferentes velocidades de 
resfriamento. Cuidados devem ser tomados para que os 
resfriamentos não sejam demasiadamente lentos, resultando 
estruturas com baixa resistência mecânica e baixa dureza, ou então 
resfriamento bruto demais, causando empenamento ou até mesmo 
ruptura da peça. 
 
Estas velocidades podem ser: Muito lenta, lenta e rápida. 
Muito lenta: obtido com a peça resfriada dentro do forno. 
Lento: peça resfriada ao ar livre. 
Rápido: Peça resfriada em meios líquidos, como por exemplo: água, 
óleo ou salmoura. 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
Equipamento utilizado no tratamento térmico: 
 
O principal equipamento usado no tratamento térmico é o 
forno, que pode ser contínuo ou intermitente, dependendo de 
sua aplicação. 
 
Os fornos, de modo geral, são de fácil manipulação. Quando 
bem operados e assistidos com manutenção periódica, têm 
sua vida útil prolongada. 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
Equipamento utilizado no tratamento térmico: 
 
Fornos contínuos: Aplicado para grandes produções (produção em 
série), onde o material entra por um lado do forno e sai por outro, 
transportado por uma correia transportadora. 
 
Forno intermitente: É o carregamento intermitente, onde neste tipo 
de forno o local de entrada e saída da peça é a mesma. 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
Equipamento utilizado no tratamento térmico: 
 
Todos os modelos de fornos têm uma carcaça construída com 
chapas de aço-carbono, com espessura variada. O isolamento 
da carcaça pode ser feito com material cerâmico refratário, 
assegurando que o forno preserve o calor com um mínimo de 
perda. Ao se abrirem as portas, os circuitos de resistência 
desligam - se automaticamente, o que permite efetuar, com 
segurança, operações de carga e descarga. 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
Pirômetro: 
 
Quando e por que é necessário medir a temperatura durante 
um tratamento térmico? 
 
Os efeitos da variação de temperatura provocam alterações 
internas nos materiais, modificando suas propriedades. Por 
isso, é necessário um rigoroso controle da temperatura 
durante o processo de tratamento térmico. 
 
Um objeto reflete, transmite e emite energia. Somente a 
energia emitida interessa para a medição de temperatura. 
 
A emissividade caracteriza o percentual de energia que é 
emitido pela superfície. 
 
É a energia emitida, corrigida de acordo com a emissividade 
do material, que indica a temperatura do objeto. 
 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
Pirômetro: 
 
Quando e por que é necessário medir a temperatura durante um 
tratamento térmico? 
 
Os efeitos da variação de temperatura provocam alterações internas 
nos materiais, modificando suas propriedades. Por isso, é necessário 
um rigoroso controle da temperatura durante o processo de tratamento 
térmico. 
 
Um objeto reflete, transmite e emite energia. Somente a energia emitida 
interessa para a medição de temperatura. 
 
A emissividade caracteriza o percentual de energia que é emitido pela 
superfície. É a energia emitida, corrigida de acordo com a emissividade 
do material, que indica a temperatura do objeto. 
 
Portanto, para uma medição correta, torna-se necessário conhecer o 
material a ser medido para o ajuste manual no equipamento da 
emissividade, que, normalmente, varia entre 0,1 e 1 (é a capacidade de um 
objeto em emitir energia). 
 
Tratamentos Térmicos em Aços 
 
Pirômetro: 
 
Para melhor entendimento, vamos examinar os conceitos de 
temperatura e calor. 
 
Temperatura 
Grandeza física que indica o estado de agitação das partículas