TRABALHO NORMALIZACAO Luan Gustavo

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UNIVERSIDADE DE FORTALEZA 
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLOGICAS 
DISCIPLINA DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÂO MECÂNICA II 
 
 
 
 
 
 
TRATAMENTO TÉRMICO DE NORMALIZAÇÃO 
 
PROFA. DRA. CRISTIANA DOS SANTOS NUNES 
 
 
 
 
 
 
 
FORTALEZA, 2015 
 
 
 
ALYSSON MATIAS OLIVEIRA – 1425029/8 
ELTON AECIO ANDRADE BARROS – 1120048/6 
JEAN KLEBER PEREIRA DE OLIVEIRA – 1320503/5 
LUAN GUSTAVO ROQUE LIOBA – 1420208/X 
PAULO HENRIQUE DE SOUZA FALCÃO – 1420216/1 
PEDRO VICTOR CASTRO HOLANDA – 14202017/0 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRATAMENTO TÉRMICO DE NORMALIZAÇÂO 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão da disciplina de 
Materiais de Construção Mecânica II, 
da Universidade de Fortaleza. 
Profa. Dra. Cristiana dos Santos Nunes 
 
 
 
 
 
 
 
Fortaleza, 2015 
 
 
 
RESUMO 
 Neste trabalho será apresentando um ensaio de tratamento térmico de 
normalização para verificação e análise da dureza e da microestrutura de um 
aço AISI 1045 antes e depois do tratamento térmico. Este experimento tem 
como objetivo especifico medir a dureza antes e depois do tratamento térmico 
de normalização e compará-la. Além disso, tem como objetivos gerais realizar 
a metalografia e analisar as microestruturas antes e depois do tratamento 
térmico de normalização. Este relatório também descreverá as técnicas, 
ferramentas e equipamentos utilizados no ensaio. Neste estudo será 
demonstrada a mudança de comportamento desse material em relação à sua 
dureza e microestrutura após o tratamento térmico de normalização. Por fim, 
este estudo mostrará a importância da normalização como um tratamento 
preliminar para outros tipos de tratamento térmico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 01: Faixas de temperatura usuais de alguns tratamentos 
térmicos de aços, Fortaleza, 2015............................................................. 
07 
Figura 02: Microestrutura de um aço AISI 1045 antes e depois da 
normalização, Fortaleza, 2015.................................................................. 
08 
Figura 03: Durômetro de bancada, Fortaleza, 2015.................................. 08 
Figura 04: Forno Brasimet, Tenaz e Secador de cabelo, 
respectivamente, Fortaleza, 2015............................................................. 
09 
Figura 05: Máquina de corte, máquina de lixamento e maquina de 
polimento respectivamente, Fortaleza, 2015............................................. 
09 
Figura 06: Álcool etílico puro, ácido nítrico e microscópio óptico 
respectivamente, Fortaleza, 2015............................................................. 
10 
Tabela 01: Dureza na superfície da amostra antes do tratamento, 
Fortaleza, 2015.......................................................................................... 
10 
Tabela 02: Dureza na superfície da amostra depois do tratamento, 
Fortaleza, 2015.......................................................................................... 
11 
Tabela 03: Valores dos fatores de influencia no tempo de aquecimento, 
Fortaleza, 2015.......................................................................................... 
12 
Gráfico 01: Dureza na superfície antes do tratamento térmico, 
Fortaleza, 2015.................................................................................................. 
13 
Gráfico 02: Dureza na superfície depois do tratamento térmico, 
Fortaleza, 2015.......................................................................................... 
14 
Figura 07: A microestrutura de um aço com 0,45% de carbono com 
zoom de 200x antes e depois do tratamento térmico de normalização, 
respectivamente, Fortaleza, 2015............................................................. 
15 
Figura 08: A microestrutura de um aço com 0,45% de carbono com 
zoom de 500x antes e depois do tratamento térmico de normalização, 
respectivamente, Fortaleza, 2015............................................................. 
16 
Figura 09: A microestrutura de um aço com 0,45% de carbono com 
zoom de 500x antes e depois do tratamento térmico de normalização, 
respectivamente, Fortaleza, 2015............................................................. 
16 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. 1. DESCRIÇÃO DO TRATAMENTO TÉRMICO DE NORMALIZAÇÃO.... 06 
2. 2. CARACTERÍSTICAS ESPERADAS DO AÇO AISI 1045...................... 07 
 2.1 Dureza Rockwell B – HRB............................................................. 07 
 2.2 Microestrutura................................................................................. 07 
3. MATERIAIS UTILIZADOS NO ENSAIO............................................... 08 
 3.1 No ensaio de dureza....................................................................... 08 
 3.2 No tratamento térmico de normalização......................................... 08 
 3.3 No ensaio metalográfico................................................................. 09 
4. MÉTODOS UTILIZADOS NO ENSAIO................................................ 10 
 4.1 Ensaio de dureza Rockell B – HRB................................................ 10 
a) Antes do tratamento térmico........................................................... 10 
 b)Depois do tratamento térmico........................................................... 10 
 4.2 Descrição da metodologia aplicada na normalização.................... 11 
 4.3 Descrição do ensaio metalográfico................................................. 12 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES......................................................... 13 
 5.1 Resultados obtidos no ensaio de dureza........................................ 13 
 5.2 Resultados obtidos no ensaio metalográfico.................................. 14 
6. CONCLUSÃO....................................................................................... 17 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................... 18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
1. DESCRIÇÃO DO TRATAMENTO TÉRMICO DE NORMALIZAÇÃO 
A normalização é um tratamento térmico que consiste no aquecimento 
um aço a uma temperatura acima da sua zona crítica, mantendo-o nessa 
temperatura por um determinado intervalo de tempo conhecido como tempo de 
tratamento térmico para completa homogeneização, seguido de um 
resfriamento ao ar calmo ou forçado. 
De acordo com Instituto Federal de Santa Catarina para o aço ABNT 
1045 a temperatura para realização do tratamento térmico de normalização é 
900ºC. Para os aços hipoeutetóides a temperatura adequada para 
normalização está acima da linha A3 e para aços hipereutetóides essa 
temperatura está acima da linha Acm como indicado na figura 01. 
O cálculo do tempo de tratamento térmico (tempo total de 
austenitização) é dado pela fórmula. 
TTotal = Taquecimento + Tencharque 
O Taquecimento é o tempo de aquecimento completo da peça a ser tratada 
e o Tencharque é o tempo de permanência na temperatura de transformação 
(tempo de repouso). 
O tempo de encharque para um aço-carbono é igual a 2 minutos por 
milímetro de espessura da peça. O tempo de aquecimento é dado pela fórmula. 
Taquecimento = 0,1. D1.K1.K2.K3, 
O D1 é a menor dimensão da peça em milímetro, K1 é o coeficiente do 
forno (0,5 para metais fundidos), K2 é coeficiente que dá forma a peça (2 para 
cilíndrica), K3 é o coeficiente de regularidade de aquecimento no forno (1,5 
quando o aquecimento é em todas as faces menos a repousada). 
A normalização tem como objetivos principais refinar o grão, uniformizara microestrutura de produtos conformados a quente, melhorar as propriedades 
mecânicas e a usinabilidade do material. 
A normalização é ainda usada como tratamento preliminar à têmpera e 
ao revenimento. 
 
 
7 
 
A Figura 01 apresenta a zona crítica para a normalização e também as 
faixas de temperaturas de diversos tratamentos térmicos para vários aços 
Figura 01: Faixas de temperatura usuais de alguns tratamentos térmicos de aços, 
Fortaleza, 2015. 
 
 Fonte: Oliveira, 2007 
2. CARACTERÍSTICAS ESPERADAS DO AÇO AISI 1045 
2.1 Dureza Rockwell B – HRB 
Segundo Colpaert (2008), a dureza Brinell de um aço com 0,45% de 
carbono, após a normalização, será de 225 que é equivalente a uma dureza 
Rockwell B de 97,8. 
2.2 Microestrutura 
Como o aço utilizado no ensaio é um AISI 1045, isto é, tem 0,45% de 
carbono, portanto, se trata de um aço hipoeutetóide e é esperada uma 
microestrutura de perlita fina e ferrita pro-eutetóide. Formam-se lamelas de 
perlita mais fina devido à difusão do carbono e a espessura das lamelas 
depende da velocidade de resfriamento sendo mais quanto maior for esta 
velocidade. 
 
 
8 
 
Figura 02: Microestrutura de um aço AISI 1045 antes e depois da normalização, 
Fortaleza, 2015. 
 
 Fonte: Oliveira, 2007 
3. MATERIAIS UTILIZADOS NO ENSAIO 
3.1 No ensaio de dureza 
No ensaio de dureza Rockell B foi utilizado um durômetro de bancada. 
Figura 03: Durômetro de bancada, Fortaleza, 2015. 
 
Fonte: Próprio autor 
3.2 No tratamento térmico de normalização 
No tratamento térmico de normalização foram utilizados os seguintes 
materiais que podem vistos na Figura 04: 
- 1 forno da marca Brasimet, 
- 1 tenaz, e 
- 1 secador de cabelo. 
 
 
9 
 
Figura 04: Forno Brasimet, Tenaz e Secador de cabelo, respectivamente, Fortaleza, 
2015. 
 
 Fonte: Próprio autor 
3.3 No ensaio metalográfico 
No ensaio metalográfico foram utilizados os seguintes materiais que 
podem ser vistos na Figura 05 e 06: 
- 1 máquina de corte “cut off”, 
- 1máquina de lixamento, 
- 1 máquina de polimento, 
- 1 ácool etílico puro, 
- 1 ácido nítrico, e 
- 1 microscopio óptico. 
Figura 05: Máquina de corte, máquina de lixamento e maquina de polimento 
respectivamente, Fortaleza, 2015. 
 
Fonte: Próprio autor 
 
 
10 
 
Figura 06: Álcool etílico puro, ácido nítrico e microscópio óptico respectivamente, 
Fortaleza, 2015. 
 
Fonte: Próprio autor 
 
4. MÉTODOS UTILIZADOS NO ENSAIO 
4.1 Ensaio de dureza Rockwell B - HRB 
a) Antes do tratamento térmico 
A amostra de aço AISI 1045 foi preparada e submetida inicialmente a um 
ensaio de dureza Rockwell C, mas os valores obtidos foram inferiores aos 
exigidos para escala. Com isso, um ensaio de dureza Rockwell B antes do 
tratamento térmico foi realizado e adotado como referência para comparação 
posterior. O ensaio foi realizado em 11 pontos específicos da peça para varrer 
toda a sua superfície sendo o primeiro ponto descartado. A partir deste, 
obtemos os seguintes valores. 
Tabela 01: Dureza na superfície da amostra antes do tratamento, Fortaleza, 2015. 
Pontos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
Dureza 
(HRB) 
41 45 50 40 55 56 34 36 54 45 
Desvio padrão amostral = 7,93 
HRBmédia = 45,6 
Fonte: Próprio autor 
b) Depois do tratamento térmico 
A amostra de aço AISI 1045, após o tratamento térmico, foi preparada e 
submetida novamente a um ensaio de dureza Rockwell B. O ensaio foi 
realizado em 11 pontos específicos da peça na mesma superfície anterior 
 
 
11 
 
sendo o primeiro ponto descartado. A partir deste, obtemos os seguintes 
valores. 
Tabela 02: Dureza na superfície da amostra depois do tratamento, Fortaleza, 2015. 
Pontos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
Dureza 
(HRB) 
59 60 66 56 66 63 67 66 65 64 
Desvio padrão amostral = 3,67 
HRBmédia = 63,2 
Fonte: Próprio autor 
4.2 Descrição da metodologia aplicada na normalização 
A preparação preliminar para normalização foi iniciada com a inspeção 
visual dos equipamentos utilizados para garantir o bom funcionamento dos 
mesmos, após a inspeção o forno foi ligado e ajustado para temperatura de 
900 °C que é a temperatura adequada para o tratamento térmico de 
normalização para o aço AISI 1045. 
O forno demorou aproximadamente duas horas para atingir a 
temperatura adequada. Como é sabido, usa-se 900ºC para que ocorra toda a 
austenitização da amostra de aço AISI 1045. Antes de colocar a amostra no 
forno foi calculado o tempo total de permanência da amostra dentro do forno 
usando a fórmula “TTotal = Taquecimento + Tencharque “. Sabe-se que o tempo de 
encharque é de 2 minutos para cada milímetro de espessura da peça e que a 
espessura medida foi de 7 milímetros, portanto, o tempo de encharque final foi 
quatorze minutos. Sabe-se também que para calcular o tempo de aquecimento 
utiliza-se a fórmula “Taquecimento = 0,1. D1.K1.K2.K3” que depende de vários 
fatores já explicados anteriormente, sabendo disto foram determinados os 
valores desses fatores mostrado na tabela abaixo, onde a menor espessura da 
peça foi de 7 milímetros, o coeficiente do forno foi 0,5 por se tratar de um aço 
carbono, o coeficiente que dá forma foi 2, porque a forma da amostra era 
cilíndrica e coeficiente de regularidade de aquecimento no forno foi 1,5, pois o 
aquecimento foi realizado em todas as faces menos a repousada. Com esses 
valores foi encontrado um tempo de encharque de aproximadamente 1 minuto. 
 
 
12 
 
Tabela 03: Valores dos fatores de influencia no tempo de aquecimento, Fortaleza, 
2015. 
D1 (mm) K1 K2 K3 
7 0,5 2 1,5 
Fonte: Próprio autor 
 A partir desses valores o tempo total de permanência calculado e 
adotado foi de 15 minutos. 
 Após a determinação do tempo total de permanência a amostra foi 
levada ao forno e submetida ao aquecimento até que o tempo determinado 
fosse atingido. Passado os 15 minutos a amostra foi removida e submetida a 
um resfriamento com ar agitado utilizando-se um secador de ar sem 
aquecimento até que fosse atingida a temperatura ambiente de 
aproximadamente 28 °C. 
4.3 Descrição do ensaio metalográfico 
Após a conclusão do tratamento térmico de normalização, foi iniciada a 
preparação da amostra para o ensaio metalográfico que consistiu na realização 
do lixamento da amostra com lixas de granulometria crescente de 220 até 
1200. No lixamento foi atendido o requisito da peça ser girada 90° a cada troca 
de lixa de granulometria diferente, para garantir que os riscos que a lixa 
anterior provocou sejam removidos. 
Após o lixamento, a superfície da amostra foi limpa em água corrente e 
detergente líquido, foi utilizado também álcool etílico que possui um ponto de 
ebulição baixo para facilitar a secagem, além disso, a superfície da amostra foi 
seca com secador de cabelo. Esses procedimentos tiveram como objetivos 
deixar a superfície da amostra isenta de traços abrasivos, solventes, poeiras e 
outras impurezas. A amostra foi então submetida ao polimento em uma 
máquina de polir com um pano para polimento metalográfico adequado e 
adicionando-se pasta de diamante. Além disso, para realizar o polimento a 
amostra foi submetida a uma rotação no sentido contrário ao da rotação da 
máquina de polimento ao passo que foi adicionado um líquido azul para facilitar 
o movimento da amostra. Alguns cuidados adicionais foram tomados como, por 
exemplo, foi evitado um polimento demorado, fricção e pressão excessiva. A 
 
 
13 
 
conclusão do polimento se deu quando um acabamento superficial plano, 
polido, isento de marcas ou riscos foi alcançado.Após o polimento, a amostrada foi limpa em água corrente e detergente 
líquido e posteriormente mergulhada em álcool etílico e secada. Depois dessa 
limpeza e secagem a superfície polida da amostra foi submetida ao ataque 
químico, mergulhando-se essa superfície por alguns segundos em um reagente 
específico conhecido Nital a 3% composto de 97 ml de álcool etílico puro e 3 ml 
de ácido nítrico. Quando o ataque químico foi finalizado a peça foi levada 
imediatamente ao microscópio óptico para análise da sua microestrutura. 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
5.1. Resultados obtidos no ensaio de dureza 
Os gráficos abaixo mostram o comportamento da dureza na superfície da 
amostra de um aço AISI 1045 antes e depois do tratamento térmico. A partir do 
Gráfico 01 é possível observar que antes do tratamento térmico: 
- Os valores de dureza em cada ponto selecionado na superfície da amostra 
eram menores. 
- O valor da dureza média da amostra era inferior. 
- O desvio padrão amostral que representa a dispersão desses valores de 
dureza foram maiores. 
Gráfico 01: Dureza na superfície antes do tratamento térmico, Fortaleza, 2015. 
 
Fonte: Próprio autor 
 
 
14 
 
Após o tratamento de térmico de normalização houve uma mudança no 
comportamento da dureza na superfície da amostra que pode ser observada no 
Gráfico 02 através do: 
- Aumento da dureza em cada ponto da superfície 
- Aumento do valor da dureza média da amostra. 
- Diminuição da dispersão dos valores de dureza representada pela redução do 
desvio padrão amostral das medições. 
Gráfico 02: Dureza na superfície depois do tratamento térmico, Fortaleza, 2015. 
 
Fonte: Próprio autor 
5.2 Resultados obtidos no ensaio metalográfico 
A partir das imagens obtidas no microscópio óptico é possível observar 
nitidamente as mudanças na microestrutura do aço, após a normalização. 
Analisando as Figuras 07, 08 e 09, referente à antes do tratamento térmico de 
normalização, pode-se afirmar que: 
- A seta azul está indicando a parte clara da imagem que representa a matriz 
ferrítica. 
- A seta laranja está indicando a parte atacada da imagem que representa a 
perlita com grãos mais grosseiros. 
- É possível observar a distribuição heterogênea das microestruturas 
existentes. 
 
 
15 
 
 Observando e analisando detalhadamente as Figuras 07, 08 e 09, 
referente à depois do tratamento térmico de normalização, pode-se afirmar 
que: 
- A seta azul está indicando a parte clara da imagem que continua a 
representar a matriz ferrítica, porém em menor proporção devido ao aumento 
dos grãos perlítico. 
 - A seta laranja está indicando a parte atacada da imagem que representa a 
formação da perlita lamelar mais fina, isto é, lamelas intercaladas de ferrita e 
cementita que contém mais ferrita do que a proporção normal. 
- Em todas as imagens é possível observar que houve uma homogeneização 
da microestrutura, com uma granulação mais uniforme. 
 
Figura 07: A microestrutura de um aço com 0,45% de carbono com zoom de 200x 
antes e depois do tratamento térmico de normalização, respectivamente, Fortaleza, 
2015. 
 
 Fonte: Próprio autor 
 
 
 
 
 
16 
 
Figura 08: A microestrutura de um aço com 0,45% de carbono com zoom de 500x 
antes e depois do tratamento térmico de normalização, respectivamente, Fortaleza, 
2015. 
 
 Fonte: Próprio autor 
 
Figura 09: A microestrutura de um aço com 0,45% de carbono com zoom de 500x 
antes e depois do tratamento térmico de normalização, respectivamente, Fortaleza, 
2015. 
 
 Fonte: Próprio autor 
 
 
 
 
 
17 
 
6. CONCLUSÃO 
Com o desenvolvimento deste experimento, foi possível evidenciar a 
importância do tratamento térmico de normalização para mudança no 
comportamento das propriedades mecânicas do aço AISI 1045, devido à 
mudança na microestrutura encontrada nesse material após o tratamento 
térmico. Verificou-se que a normalização foi responsável pelo aumento dos 
grãos perlíticos, formação da perlita fina, homogeneização da microestrutura 
bem como pelo aumento da dureza da amostra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
CALLISTER Jr, WILLIAN D. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma 
Introdução. LTC. 8a ed. Rio de Janeiro. 2002. 
COLPAERT, Hubertus. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns. 
Edgard Blücher. São Paulo. 2008. 
OLIVEIRA, A. R. Tratamento térmico. Pará: IFPA, 2007.