ICTM_6_-_Diagrama_de_Equilibrio

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U i id d F d l d Sã C lUniversidade Federal de São Carlos
Departamento de Engenharia de Materiais DEMa
Introdução àIntrodução à
Ciê i T l iCiê i T l iCiência e TecnologiaCiência e Tecnologia
de Materiaisde Materiaisde Materiaisde Materiais
P f D N l G d d Al â tProf. Dr. Nelson Guedes de Alcântara
Introdução à Introdução à 
Ciê i T l i d M t i iCiê i T l i d M t i iCiência e Tecnologia de MateriaisCiência e Tecnologia de Materiais
Diagramas de Equilíbrio
Conceitos BásicosConceitos BásicosConceitos BásicosConceitos Básicos
Sistema  é uma porção do universo que
se selecionou para estudar
Sistema homogêneo  quando é uniforme
em todo seu volume e as propriedadesp p
são as mesmas em todos os pontos ou
variam continuamente de um ponto para
toutro
Sistema heterogêneo  é constituído por
duas ou mais regiões homogêneas
separadas por superfície ou interfaces
Conceitos BásicosConceitos BásicosConceitos BásicosConceitos Básicos
Equilíbrio  o sistema está em equilíbrio
verdadeiro quando está em equilíbrio
térmico, mecânico e químico (equilíbrio
termodinâmico)
Fase  é uma porção homogênea do sistema,
de mesma composição química, estrutura e
i d d di õ d ilíb ipropriedades em condições de equilíbrio
Multifase  característica da maioria dos
metais, que contém duas ou mais fases
Conceitos BásicosConceitos BásicosConceitos BásicosConceitos Básicos
Componente  substância química da qual é
formada a faseformada a fase
Microestrutura  em ligas metálicas é
t i d l d dicaracterizada pela presença de diversas
fases, sua proporção, e pela maneira que
está distribuída e arranjadaestá distribuída e arranjada
Limite de solubilidade  Corresponde a
concentração máxima que se pode atingir deconcentração máxima que se pode atingir de
um soluto dentro de um solvente
Limite de solubilidadeLimite de solubilidadeLimite de solubilidadeLimite de solubilidade
S l bilid d d ú áSolubilidade do açúcar em água
Fonte: Callister
Diagrama de FaseDiagrama de FaseDiagrama de FaseDiagrama de Fase
É uma importante ferramenta emp
metalurgia que mostra a partir de uma
determinada temperatura e composição química
f ã f d bas fases que serão formadas, bem como suas
quantidades
Ocorre com resfriamento lento em
equilíbrio termodinâmico
Diagrama simples de faseDiagrama simples de faseDiagrama simples de faseDiagrama simples de fase
Grau de liberdade (f): representa o número de
variáveis independentes necessárias parap p
definir completamente o estado de equilíbrio
de um sistema
Regra das fases (lei de Gibbs): f + p = n + 2
Em metalurgia não se considera o efeito da pressão:Em metalurgia não se considera o efeito da pressão:
 f + p = n +1 f + p = n +1 (p = 1 atm)
Diagrama simples de faseDiagrama simples de faseDiagrama simples de faseDiagrama simples de fase
Água puragua pura
Fonte: CIMM
Sistema binário isomorfoSistema binário isomorfoSistema binário isomorfoSistema binário isomorfo
Linha Liquidus
Linha Solidus
Fonte: Callister
Liga CuLiga Cu--NiNiLiga CuLiga Cu NiNi
Fonte: Callister
Liga CuLiga Cu--NiNiLiga CuLiga Cu NiNi
êLimite de resistência Dutilidade
Fonte: Callister
Regra da balançaRegra da balançaRegra da balançaRegra da balança
Determina as frações de cada faseDetermina as frações de cada fase
Fonte: Callister
Sistema binário eutéticoSistema binário eutéticoSistema binário eutéticoSistema binário eutético
Fonte: CIMM
Reação EutéticaReação Eutética
É
Reação EutéticaReação Eutética
É caracterizada pela decomposição isotérmica 
de uma fase líquida em 2 fases sólidas durante o 
f i tresfriamento
Ocorre em metais ferrosos (liga Fe C) e em metais Ocorre em metais ferrosos (liga Fe-C) e em metais 
não ferrosos (ligas Al-Cu, Sn-Bi, Pb-Sn, Cu-Ag, etc.)
Liga eutéticaLiga eutéticaLiga eutéticaLiga eutética
Fonte: CIMM
Liga hipoeutéticaLiga hipoeutéticaLiga hipoeutéticaLiga hipoeutética
Fonte: CIMM
Diagrama de fase SnDiagrama de fase Sn--BiBiDiagrama de fase SnDiagrama de fase Sn BiBi
Reações em ligas bináriasReações em ligas bináriasReações em ligas bináriasReações em ligas binárias
é i L L
Nome da reação Equação
monotética L1   + L2
monotetóide 1  2 + 
eutética L   + 
eutetóide    + eutetóide    + 
sintética L1 + L2  
i é i L peritética  + L  
peritetóide  +   
Diagrama de fases hipotéticoDiagrama de fases hipotéticoDiagrama de fases hipotéticoDiagrama de fases hipotético
15
(
o
C
)
 

40
p
e
r
a
t
u
r
a
 
70
T
e
m
p
20
50
Fonte: Askeland
% em peso de B 
Liga Liga CuCu--ZnZnLiga Liga CuCu ZnZn
Apresentam fases terminais e intermediáriasp m f m m
Fonte: Callister
Liga MgLiga Mg--PbPbLiga MgLiga Mg PbPb
Apresentam compostos intermediáriosp m mp m
Fonte: Callister
Liga SiOLiga SiO22--AlAl22OO33Liga SiOLiga SiO22 AlAl22OO33
Fonte: Callister
Sistema ternárioSistema ternárioSistema ternárioSistema ternário
Sistema C-Cr-FeSistema C Cr Fe
Fonte: Askeland / Metals Handbook
Introdução à Introdução à 
Ciê i T l i d M t i iCiê i T l i d M t i iCiência e Tecnologia de MateriaisCiência e Tecnologia de Materiais
Diagramas de Fases Fe-C
Diagrama de fases FeDiagrama de fases Fe--CCDiagrama de fases FeDiagrama de fases Fe CC
L
+L
1535
(
o
C
)
 

11 0

+ +L
L+Fe3C
liquidus
solidus
1400
p
e
r
a
t
u
r
a
 
(
A3
Acm
1130
2,0 4,3
Fe3C
L+Fe3C
+Fe3C
solvus
910
T
e
m
p
0,025
723
0,8A1
770 (A2)+
+Fe C
0,008 6,67
 +Fe3C
0
hipoeutetóide hipereutetóide
% em peso de C 
aço
p p
ferro fundido
AçosAçosAçosAços
• São ligas Fe-C contendo até 2% de C
• Variando a quantidade de C bem como 
utilizando vários tratamentos térmicos, pode-
se obter a liga com uma ampla faixa de 
propriedades mecânicas
• Com adição de elementos de liga como Mn, Ni, 
Cr, Mo pode melhorar ainda mais as 
i d d â i d propriedades mecânicas dos aços
Ferros fundidosFerros fundidosFerros fundidosFerros fundidos
• Ou FoFos, são ligas Fe-C com % de C acima de 
2% (na prática entre 2 e 3,5%)
• Este carbono pode estar na forma livre (grafita) ou 
combinada (Fe3C)( 3 )
• Os principais fatores que afetam a formação do 
tipo de C é o teor de elemento de liga tipo de C é o teor de elemento de liga 
(principalmente o Si) e a velocidade de 
resfriamento
• Dos materiais disponíveis em engenharia, o FoFo é 
o de menor custo por unidade de massap
FerritaFerritaFerritaFerrita
F F 
• Solução sólida intersticial 
Ferrita - Fe 
Solução sólida intersticial 
de C em ferro 
• É muito macia e dútil com É muito macia e dútil, com 
R < 310 MPa
• É ferromagnética à 
CCC
É ferromagnética à 
T < 770oC
• Sua densidade é 7,88 
CCC
Sua ns a 7,88 
g/cm3
AustenitaAustenitaAustenitaAustenita
Austenita - Fe 
• Solução sólida intersticial 
de C em ferro de C em ferro 
• É a forma estável do ferro 
 t 910o 1400oCpuro entre 910o e 1400oC
• Não é ferromagnética
CFCCFC
CementitaCementitaCementitaCementita
É b t d f F C
Cementita – Fe3C
• É o carboneto de ferro Fe3C
• Tem estrutura ortorrômbica
• Possui 6,7% de carbono em peso
• Sua densidade é 7 6 g/cm3• Sua densidade é 7,6 g/cm3
• Comparativamente a ferrita e 
t it tit é it d austenita, a cementita é muito dura e 
tem maior R, entretanto é muito frágil
MicroestruturasMicroestruturasMicroestruturasMicroestruturas
Austenita
Fe Ferrita
Fe Perlita
Fe + Fe3C
Transformação alotrópicaTransformação alotrópicaTransformação alotrópicaTransformaçãoalotrópica
Fe (CCC)  Fe (CFC)910
oC
Fe  (CCC)  Fe  (CFC)
Reação eutetóide em açoReação eutetóide em aço--CCReação eutetóide em açoReação eutetóide em aço CC
perlita
austenita
Fe(0 77%C) (727OC)
ferrita
Fe (0 02%C)
cementita
Fe C(6 67%C)
perlita
(89% em peso) (11% em peso)
Fe(0,77%C) Fe(0,02%C) + Fe3C(6,67%C)
envolve nucleação principalmente a partir do contorno de grão 
da austenita e crescimento do grão perlíticoda austenita e crescimento do grão perlítico
 ocorre mudança estrutural ocorre mudança estrutural
 ocorre por difusão
(fenômeno dependente do tempo)(fenômeno dependente do tempo)
Reação eutetóide em açoReação eutetóide em aço--CCReação eutetóide em açoReação eutetóide em aço CC
Fe  Fe  Fe CFe  Fe  Fe3C
austenita
perlita
Formação da perlitaFormação da perlitaFormação da perlitaFormação da perlita
Fe3C
O crescimento dos nódulos de perlita se dá a partir da O crescimento dos nódulos de perlita se dá a partir da 
austenita, pela difusão do C na frente da interface de 
crescimento, de forma lateral, rejeitado pela ferrita j p
(solubiliza apenas 0,02%C) para a cementita (6,7%C)
Aços hipoeutetóidesAços hipoeutetóidesAços hipoeutetóidesAços hipoeutetóides
 
(
o
C
)
c
ferrita
m
p
e
r
a
t
u
r
a
d
f
perlita
T
e
m
f
0 4
Fonte: Callister
% C em peso 
0,4
Aços hipereutetóidesAços hipereutetóidesAços hipereutetóidesAços hipereutetóides
a
 
(
o
C
)
g
perlita
m
p
e
r
a
t
u
r
a h
i
cementita
T
e
m
1,1
Fonte: Callister
% C em peso 
Teor de C e propriedades mecânicas Teor de C e propriedades mecânicas Teor de C e propriedades mecânicas Teor de C e propriedades mecânicas 
Introdução à Introdução à 
Ciê i T l i d M t i iCiê i T l i d M t i iCiência e Tecnologia de MateriaisCiência e Tecnologia de Materiais
Curvas TTT e CCT de Aços
A variável tempoA variável tempoA variável tempoA variável tempo
Curvas TTTCurvas TTTCurvas TTTCurvas TTT
Nas curvas TTT (temperatura tempoNas curvas TTT (temperatura, tempo,
% de transformação) as fases são obtidas
pela decomposição isotérmica da austenita
As curvas TTT (ou curvas em S ou em
C) envolvem aspectos cinéticos de) p
transformação de fase no estado sólido
Obtenção de curvas TTTObtenção de curvas TTTObtenção de curvas TTTObtenção de curvas TTT
Fonte: Callister
Constituintes da curva TTTConstituintes da curva TTTConstituintes da curva TTTConstituintes da curva TTT
Aço 0 79% C 0 76% MnAço 0,79% C 0,76% Mn
T HRcFe estávelFe estável
A1
F itFerrita
+
Cementita
Fe inst.
Mi
t
Curva TTT para aço eutetóideCurva TTT para aço eutetóideCurva TTT para aço eutetóideCurva TTT para aço eutetóide
A1
dútildútil
Curva TTT de aço eutetóideCurva TTT de aço eutetóideCurva TTT de aço eutetóideCurva TTT de aço eutetóide
CFC
A1
dútil
R = 700 MPa
Austenita
R = 700 MPa
Martensita
frágil
R = 3.500 MPa
TCC
Curva TTT para aço hipoeutetóideCurva TTT para aço hipoeutetóideCurva TTT para aço hipoeutetóideCurva TTT para aço hipoeutetóide
Aço 0,50% C 0,91% Mn
Curva TTT para aço hipereutetóideCurva TTT para aço hipereutetóideCurva TTT para aço hipereutetóideCurva TTT para aço hipereutetóide
Aço 1,13% C 0,30% Mnç , ,
Fatores que afetamFatores que afetamqq
as curvas TTT e CCTas curvas TTT e CCT
• C mp i ã ími• Composição química
elementos de liga (com exceção ao Co) 
• Homogeneidade da austenita
austenita homogênea austenita homogênea 
• Tamanho do grão austenítico
grãos grosseiros
Curvas TTT e CCTCurvas TTT e CCT
N TTT (t t t %
Curvas TTT e CCTCurvas TTT e CCT
Nas curvas TTT (temperatura, tempo, %
de transformação) as fases são obtidas pela
decomposição isotérmica da austenitadecomposição isotérmica da austenita
Na maioria dos casos os aços são
submetidos a tratamentos térmicos em que asubmetidos a tratamentos térmicos em que a
temperatura da austenita decresce
continuamente  curvas de transformação emcontinuamente  curvas de transformação em
resfriamento contínuo, ou curvas CCT
Ambas curvas TTT e CCT envolvemAmbas curvas TTT e CCT envolvem
aspectos cinéticos de transformação de fase no
estado sólido
Curvas TTT e CCTCurvas TTT e CCTCurvas TTT e CCTCurvas TTT e CCT
para aço eutetóidepara aço eutetóide
Curvas CCTCurvas TTT Curvas CCTCurvas TTT
Fonte: Callister
Introdução à Introdução à 
Ciê i T l i d M t i iCiê i T l i d M t i iCiência e Tecnologia de MateriaisCiência e Tecnologia de Materiais
Mecanismos de Endurecimento
Mecanismos de endurecimentoMecanismos de endurecimentoMecanismos de endurecimentoMecanismos de endurecimento
Intrínseco:
R d ã d t h d ãRedução do tamanho de grão
Solução sólida
PrecipitaçãoPrecipitação
Extrínseco:Extrínseco
Deformação a frio
Tratamento térmico
Redução do tamanho de grãoRedução do tamanho de grãoRedução do tamanho de grãoRedução do tamanho de grão
Os contornos de grão funcionam como barreiras para 
o movimento de discordâncias pois:o movimento de discordâncias pois:
– Ao passar de um grão com uma certa orientação 
para outro com orientação muito diferente para outro com orientação muito diferente 
(fronteiras de alto ângulo) a discordância tem que 
mudar de direção, o que envolve muitas distorções 
locais na rede cristalina
– A fronteira é uma região desordenada, o que faz 
com que os planos de deslizamento sofram 
descontinuidades
Redução do tamanho de grãoRedução do tamanho de grãoRedução do tamanho de grãoRedução do tamanho de grão
Um metal com grãos menores
tem mais contornos de grão  mais resistentetem mais contornos de grão  mais resistente
Endurecimento por precipitaçãoEndurecimento por precipitaçãoEndurecimento por precipitaçãoEndurecimento por precipitação
Envolve o tratamento térmico de
solubilização seguida de tempera para saturar asolubilização, seguida de tempera para saturar a
solução sólida e o envelhecimento ou formação
de precipitados que dificultam o movimento dasp p q
discordâncias e aumentam a resistência
mecânica
Estes precipitados (solutos) são duros,
finos e uniformemente dispersos em uma matriz
dú lmais dútil
Diagrama AlDiagrama Al--CuCuDiagrama AlDiagrama Al CuCu

t
u
r
a
 
(
o
C
)
 

T
e
m
p
e
r
a
t
T
Al
% em peso de Cobre 
Fonte: Askeland
Endurecimento por precipitaçãoEndurecimento por precipitaçãoEndurecimento por precipitaçãoEndurecimento por precipitação
L
 + L
548 1
solução
a
 
(
o
C
)
 

548
5,65
1
envelhecimento
m
p
e
r
a
t
u
r
a
 + 
T
e
m
3
4
2 têmpera
Fonte: Askeland% em peso de Cobre 
4
Al
Envelhecimento liga AlEnvelhecimento liga Al--4%Cu4%CuEnvelhecimento liga AlEnvelhecimento liga Al 4%Cu4%Cu
M
P
a
)
 

a
m
e
n
t
o
 
(
M
d
e
 
e
s
c
o
a
lh i t
L
i
m
i
t
e
 superenvelhecimento
Tempo de envelhecimento (h) 
Zona Guinier PrestonZona Guinier PrestonZona Guinier PrestonZona Guinier Preston
Fonte: Callister
Endurecimento por precipitaçãoEndurecimento por precipitaçãoEndurecimento por precipitaçãoEndurecimento por precipitação
Precipitados ancoram as discordâncias
Necessidade de maior energia para que 
as discordâncias se movimentem
Endurecimento por deformação à frioEndurecimento por deformação à frio
é
Endurecimento por deformação à frioEndurecimento por deformação à frio
Também denominado encruamento de um
metal, ocorre como consequência da deformação
plástica a frioplástica a frio
A deformação plástica é permanentee
d d i tcorresponde ao grande movimento e
multiplicação do número de discordâncias em
resposta a aplicação de uma tensãoresposta a aplicação de uma tensão
A própria interação entre as linhas de 
discordância diminuem as suas mobilidades e discordância diminuem as suas mobilidades e 
causam endurecimento do metal
EncruamentoEncruamentoEncruamentoEncruamento
Interações entre as discordâncias geram “jogs” que 
funcionam com barreiras ao movimento das discordâncias
EncruamentoEncruamentoEncruamentoEncruamento
Como e, r e dureza estão relacionados
a facilidade com que pode ocorrer aa facilidade com que pode ocorrer a
deformação plástica, reduzindo a mobilidade
d di dâ i t ddas discordâncias aumenta e, r e dureza e
há necessidade de maior força para iniciar a
deformação plástica
O encruamento causa anisotropia
EncruamentoEncruamentoEncruamentoEncruamento
M
P
a
)
Aço 1040
o
)
a
m
e
n
t
o
 
(
MAço 1040
e
l
o
n
g
a
ç
ã
o
Latão
d
e
 
e
s
c
o
a
Latão
a
d
e
 
(
%
 
e
Cobre
L
i
m
i
t
e
 
d
Cobre
D
u
t
i
l
i
d
a
Aço
1040
Deformação a frio (%) Deformação a frio (%)
Fonte: Askeland / PUC RJ
Recuperação e recristalizaçãoRecuperação e recristalizaçãoRecuperação e recristalizaçãoRecuperação e recristalização
Para reverter o encruamento dos metais de
forma a restaurar as suas propriedades originais, pode-
se realizar os seguintes tratamentos térmicos:
Recuperação  rearranjo das linhas deRecuperação  rearranjo das linhas de
discordância em configurações mais estáveis sem
variação da densidade de discordâncias
Recristalização  absorção do grão antigo
deformado, por um novo grão equiaxial e livre dedeformado, por um novo grão equiaxial e livre de
deformação.
RecristalizaçãoRecristalização
Latão 33%
deformado a frio
3s a 580ºC início
da recristalização
4s a 580ºC avanço
da recristalização
8s a 580ºC
recristalização 
l t
15 min a 580ºC
crescimento de grão
10 min a 700ºC 
maior crescimento 
d ãcompleta de grão
Fonte: Callister / PUC RJ
Introdução à Introdução à 
Ciê i T l i d M t i iCiê i T l i d M t i iCiência e Tecnologia de MateriaisCiência e Tecnologia de Materiais
Tratamentos Térmicos 
Tratamento térmicoTratamento térmicoTratamento térmicoTratamento térmico
É a operação ou conjunto de operações É a operação ou conjunto de operações 
realizadas no estado sólido que 
compreendem aquecimento permanência em compreendem aquecimento, permanência em 
determinadas temperaturas e resfriamento, 
l d d l d levando a mudança microestrutural do 
material 
Objetivos dos tratamentos térmicosObjetivos dos tratamentos térmicosObjetivos dos tratamentos térmicosObjetivos dos tratamentos térmicos
• Remove tensões residuais
• Aumenta ou diminui a dureza
• Altera as propriedades mecânicas Altera as propriedades mecânicas 
(dutilidade, R, tenacidade e fluência)
• Melhora da usinabilidade•Melhora da usinabilidade
•Melhora da resistência ao desgaste
• Ajusta tamanho de grão
Fatores de influênciaFatores de influência
nos tratamentos térmicosnos tratamentos térmicos
• Aquecimento
• Temperatura de aquecimentoTemperatura de aquecimento
• Tempo de permanência à temperatura
• Atmosfera de aquecimento
• ResfriamentoResfriamento
Principais tratamentos térmicosPrincipais tratamentos térmicosPrincipais tratamentos térmicosPrincipais tratamentos térmicos
• Recozimento
• NormalizaçãoNormalização
• Têmpera
Revenimento• Revenimento
RecozimentoRecozimentoRecozimentoRecozimento
É o tratamento térmico composto de 
aquecimento controlado até uma certa 
temperatura, permanência nessa 
temperatura durante um certo intervalo de 
tempo e resfriamento lento (geralmente tempo e resfriamento lento (geralmente 
dentro do forno) para a finalidade em vista 
É aplicado para aços ferros fundidos e ligas É aplicado para aços, ferros fundidos e ligas 
não ferrosas
Principais objetivos do recozimentoPrincipais objetivos do recozimentoPrincipais objetivos do recozimentoPrincipais objetivos do recozimento
• Remoção de tensões residuais
• Diminuição da dureza para melhorar 
usinabilidade
• Melhorar dutilidade 
• Melhorar tenacidadeMelhorar tenacidade
• Ajustar o tamanho de grão
P d i t t h ê• Produzir uma estrutura homogênea
Recozimento para aços comunsRecozimento para aços comunsRecozimento para aços comunsRecozimento para aços comuns
o
C
)
e
r
a
t
u
r
a
 
(
o
T
e
m
p
e
% em peso de C 
Recozimento para açoRecozimento para açoRecozimento para açoRecozimento para aço
Resfriamento lento
(
o
C
)
 

dentro do forno
Perlita
grossa
p
e
r
a
t
u
r
a
 
T
e
m
p
Fonte: Chiaverinilog tempo (s) 
Recozimento para aço eutetóideRecozimento para aço eutetóideRecozimento para aço eutetóideRecozimento para aço eutetóide
A1
dútildútil
Perlita grossa
NormalizaçãoNormalizaçãoNormalizaçãoNormalização
É o tratamento térmico caracterizado por 
aquecimento acima da zona crítica e por 
equalização nesta temperatura seguida de q ç mp g
resfriamento uniforme no ao ar, sem 
restringí-lo ou acelerá-lo até a restringí-lo ou acelerá-lo, até a 
temperatura ambiente 
É li d i i l t É aplicado principalmente para aços 
Principais objetivos da normalizaçãoPrincipais objetivos da normalizaçãoPrincipais objetivos da normalizaçãoPrincipais objetivos da normalização
• Refinar o tamanho de grão
• Homogeneizar a estrutura do aço
• Melhorar usinabilidade
• Modifica e refina estruturas 
dendríticas fundidasdendríticas fundidas
• Tratamento preliminar a têmpera e 
idrevenido
Normalização para aços comunsNormalização para aços comunsNormalização para aços comunsNormalização para aços comuns
o
C
)
e
r
a
t
u
r
a
 
(
o
T
e
m
p
e
% em peso de C 
Normalização para açoNormalização para açoNormalização para açoNormalização para aço

r
a
 
(
o
C
)
 

Resfriamento 
ao ar
Perlita
e
m
p
e
r
a
t
u
r
fina
T
e
Fonte: Chiaverinilog tempo (s) 
Normalização para aço eutetóideNormalização para aço eutetóideNormalização para aço eutetóideNormalização para aço eutetóide
A1
dútildútil
Perlita finaPerlita fina
TêmperaTêmperaTêmperaTêmpera
É o tratamento térmico caracterizado pelo 
resfriamento rápido (em água, óleo ou 
salmoura), a partir de uma temperatura 
crítica para os aços hipoeutetóides e 
geralmente dentro da zona crítica, para os geralmente dentro da zona cr t ca, para os 
aços hipereutetóides, resultando na 
microestrutura martensitamicroestrutura martensita
Principais objetivos da têmperaPrincipais objetivos da têmperaPrincipais objetivos da têmperaPrincipais objetivos da têmpera
• Aumentar a dureza
A t i tê i d t• Aumentar a resistência ao desgaste
• Aumentar R
A martensita resultante é extremamente 
frágil, e há aparecimento de tensões severas 
internas  deve-se realizar o tratamento internas  deve se realizar o tratamento 
térmico de revenimento
Têmpera para açoTêmpera para açoTêmpera para açoTêmpera para aço
)
 

a
t
u
r
a
 
(
o
C Resfriamento 
rápido
em água, 
l t
T
e
m
p
e
r
a salmoura etc.
Martensita
log tempo (s) 
Fonte: CIMM
log tempo (s) 
Têmpera para aço eutetóideTêmpera para aço eutetóideTêmpera para aço eutetóideTêmpera para aço eutetóide
A1
Austenita
R = 700 MPa
Martensita
frágilR = 3.500 MPaR 3.500 MPa
RevenimentoRevenimentoRevenimentoRevenimentoÉ o tratamento térmico de uma peça 
temperada ou normalizada, caracterizado por p , p
reaquecimento abaixo da zona crítica e 
resfriamento adequado visando ajustar as resfriamento adequado, visando ajustar as 
propriedades mecânicas 
Principais objetivos do revenimentoPrincipais objetivos do revenimentoPrincipais objetivos do revenimentoPrincipais objetivos do revenimento
• Corrigir os excessos de dureza e Corrigir os excessos de dureza e 
fragilidade do aço temperado
• Eliminar ou aliviar tensões internas• Eliminar ou aliviar tensões internas
• Melhorar tenacidade
P f ã d • Propiciar a formação da martensita 
revenida
Têmpera e revenimento para açoTêmpera e revenimento para açoTêmpera e revenimento para açoTêmpera e revenimento para aço
)
 

a
t
u
r
a
 
(
o
C
T
e
m
p
e
r
a
Martensita revenida
log tempo (s) 
Fonte: CIMM
log tempo (s) 
Introdução à Introdução à 
Ciê i T l i d M t i iCiê i T l i d M t i iCiência e Tecnologia de MateriaisCiência e Tecnologia de Materiais
Tratamentos Termoquímicos 
Tratamento termoquímicoTratamento termoquímico
V d f l
Tratamento termoquímicoTratamento termoquímico
Visa o endurecimento superficial
do aço, pela modificação parcial 
da composição química do da composição química do 
material até certa profundidade 
da peça ao mesmo tempo que o da peça, ao mesmo tempo que o 
núcleo da peça (cuja composição 
química não foi alterada) se qu m n f )
mantém dútil e tenaz
Ex.: dentes de engrenagens, 
eixos, etc.
Fonte: Callister
Principais tratamentos termoquímicos Principais tratamentos termoquímicos p m m q mp m m q m
Cementação: é o enriquecimento superficial de C em peça de 
aço com baixo teor de C (geralmente até 0 25%) Utilizaaço com baixo teor de C (geralmente até 0,25%). Utiliza-
se em peças que necessitem de alta dureza superficial e 
alta resistência à fadigaalta resistência à fadiga
Nitretação: é o tratamento termoquímico em que se ç q q
promove o endurecimento superficial com nitrogênio. 
Utiliza-se em peças que necessitam de alta resistência à 
fadiga e alta resistência ao atrito