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Trabalho Final 4140 (7,2/10) - Micrografias

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Centro de Ciências Exatas e da Tecnologia 
Departamento de Engenharia Mecânica 
Laboratório de Materiais e Metalografia 
Prof. Gilmar Tonietto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ensaio de Tratamento Térmico e Metalografia 
SAE 4140 
 
 
 
 
 
Gabriel Franzosi 
Lucas Balardin Sandri 
Victória Rafaela Ritzel Marcon 
 
 
 
 
 
Caxias do Sul, 01 de dezembro de 2016 
2 
 
Sumário 
1. Introdução e Objetivos .......................................................................... 3 
2. Introdução Teórica ................................................................................ 5 
3. Características SAE 4140 ...................................................................... 6 
4. Acervo de Fórmulas .............................................................................. 8 
4.1. Fórmulas para ensaio de tração ......................................... 8 
4.2. Fórmulas e constantes para ensaio de impacto ................. 8 
5. Normas ................................................................................................... 9 
6. Materiais Utilizados ............................................................................ 10 
7. Tratamentos Térmicos e Amostras ................................................... 11 
8. Resultados e Discussões ................................................................... 14 
8.1. Ensaio de dureza .............................................................. 14 
8.2. Ensaio de tração ............................................................... 15 
8.3. Ensaio de impacto ............................................................ 16 
8.4. Análise de micrografias .................................................... 17 
9. Gráfico .................................................................................................. 21 
10. Conclusão ............................................................................................ 23 
11. Referências .......................................................................................... 24 
 
3 
 
1. Introdução e Objetivos 
 
“Com frequência, um problema relacionado 
a materiais consiste, realmente, na seleção de um 
material com a combinação correta de 
características para uma aplicação específica. 
Portanto, as pessoas que estão envolvidas no 
processo de tomada de decisões devem ter algum 
conhecimento das opções disponíveis. (...) 
As decisões na seleção de materiais são 
influenciadas pela facilidade pela qual as ligas 
metálicas podem ser conformadas ou fabricadas 
em componentes úteis. As propriedades das ligas 
são modificadas pelos processos de fabricação; 
além disso, modificações adicionais nas 
propriedades podem ser induzidas pelo emprego 
de tratamentos térmicos apropriados. ” (Callister, 
2016) [1] 
 
Diretamente relacionadas aos tratamentos térmicos e propriedades 
mecânicas, estão as microestruturas dos metais, uma vez que são as 
microestruturas que determinam o comportamento do material em situações de 
alto esforço relativo. Conforme os ciclos de aquecimento e resfriamento - 
determinadas a partir da temperatura de austenitização - são aplicados ao 
material em questão ao decorrer do tratamento térmico determinado, temos a 
alteração da microestrutura, podendo proporcionar propriedades mecânicas 
mais ou menos pronunciadas. [2, 3] 
O aço SAE 4140 é uma liga metálica muito utilizada na indústria, com 
destaque nas indústrias de forjamento. Fato que se dá em função de sua 
composição que contém cromo e molibdênio, elementos de liga responsáveis 
pelo aumento da encruabilidade do aço. Desta forma, o SAE 4140 tornou-se um 
dos metais mais importantes para aplicações que requerem resistência a 
deformação. [2] 
4 
 
Tem-se por objetivo analisar e comparar os tratamentos térmicos 
realizados no SAE 4140 por meio de testes de microdureza, tração e impacto, 
comparar com a literatura justificando de acordo com as microestruturas, 
inclusões e tamanho de grão observados. 
 
 
5 
 
2. Introdução Teórica 
 
Sendo um fator decisivo para correta seleção e aplicação dos materiais 
metálicos, os tratamentos térmicos ganham destaque por serem o meio mais 
seguro, eficiente e mais utilizado para controlar a estrutura desses materiais. 
Logo, após determinada e fixada a composição química do metal, pode-se 
controlar a estrutura que ele vai possuir e, por consequência, suas propriedades 
finais. Entretanto, a prática correta do tratamento térmico é imprescindível para 
que os resultados sejam alcançados e para que haja maior confiabilidade nas 
propriedades dos materiais a serem utilizados. [4] 
Principais tratamentos térmicos utilizados são a têmpera e a têmpera 
combinada com o revenido, quando se aplica um tratamento térmico de têmpera 
em uma liga de aço tem-se como objetivo obter microestrutura martensítica e 
que durante a aplicação do tratamento deve ocorrer um resfriamento rápido para 
que não ocorra a transformação da austenita inicial em seus produtos comuns. 
Alguns dos efeitos da têmpera que não são tão benéficos ao material, são: o alto 
teor de tensões internas causadas pelo deslocamento de grupos específicos de 
austenita para formação da martensita, distorção do reticulado e dureza 
extremamente elevada da martensita. 
Peças com a martensita apenas temperada são propensas a trincar, em 
função da alta tensão interna, com exceção as que apresentam teor de carbono 
extremamente baixo. No entanto, sua baixa tenacidade torna essas estruturas 
com pouco emprego prático. 
Para adquirir um material com melhores propriedades e aplicações deve-
se realizar o processo de revenido no material logo após o término da têmpera, 
pois o revenido irá aliviar e remover tensões internas criadas pela têmpera e, 
também, corrige a excessiva dureza e fragilidade do material, aumentando sua 
ductilidade e resistência ao choque. [3, 4, 5] 
 
6 
 
3. Características SAE 4140 
 
O aço é o material mais versátil das ligas metálicas, produzido em grande 
variedade de tipos e formas para atender eficazmente a uma ou mais aplicações. 
Existem variados tipos de classes que os diferem – alta, baixo e médio carbono 
– fazendo com que cada um tenha uma determinada aplicação em seu meio 
industrial [1]. 
O aço SAE 4140 é usualmente empregado em virabrequins, bielas, peças 
para equipamentos de perfuração, parafusos de alta resistência entre outras 
aplicações. Apesar de não apresentarem boa soldabilidade, os aços de baixa 
liga com o SAE 4140 são bastantes requisitados devido a necessidade de usar 
aços de resistência mais elevadas 
Tabela 1 – Propriedades do aço 4140 
PROPRIEDADES FISÍCAS UNIDADES 
Densidade 7.85 g/cm³ 
Ponto de fusão 1416°C 
PROPRIEDADES MECÂNICAS UNIDADES 
Dureza Brinell 302 
Dureza Rockwell B 99 
Dureza Rockwell C 32 
Dureza Vickers 319 
Tensão final 1020 MPa 
Tensão de elasticidade 675 MPa 
Tensão de alongamento 17,8% 
Redução de área 48.2% 
Modulo de elasticidade 205 GPa 
Módulo de compreensão 160 GPa 
Coeficiente Poisson 0.29 
ELEMENTOS DE COMPOSIÇÃO PERCENTUAIS 
Carbono, C 0.38 – 0.43% 
Cromo, Cr 0.80 – 1.1% 
Ferro, Fe 96.785 – 97.77% 
Magnésio, Mn 0.75 – 1.0% 
7 
 
Molibdênio, Mo 0.15 – 0.25% 
Fósforo, P ≤ 0.035% 
Sílicio, Si 0.15 – 0.30% 
Enxofre, S ≤ 0.040% 
Fonte: MATWEB e AZoM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
4. Acervo de Fórmulas 
 
4.1. Fórmulas para ensaio de tração: 
Á𝑟𝑒𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 (𝐴𝑜) =
𝜋𝑑𝑜
2
4
 
 
Á𝑟𝑒𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 (𝐴𝑓) =
𝜋𝑑𝑓
2
4
 
 
𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎𝑎 𝑇𝑟𝑎çã𝑜 (𝐿𝑅𝑇) = 
𝐹𝑚á𝑥
𝐴𝑜
× 9,81 
 
𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐸𝑠𝑐𝑜𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝐿𝐸) = 
𝐹𝑒𝑠𝑐𝑜𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
𝐴𝑜
× 9,81 
 
𝐴𝑙𝑜𝑛𝑔𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (%) = 
(𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙)
𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
× 100 
 
𝑅𝑒𝑑𝑢çã𝑜 𝑑𝑒 Á𝑟𝑒𝑎 (%) = 
(𝐴𝑜 − 𝐴𝑓)
𝐴𝑜
× 100 
 
4.2. Fórmulas e constantes para ensaio de impacto: 
Á𝑟𝑒𝑎 (𝑐𝑚2) = 
(𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙ℎ𝑜 × 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑢𝑟𝑎)
100
 
 
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑣𝑖𝑑𝑎 (𝐽) = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑣𝑖𝑑𝑎 × 9,81 
 
𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑜 𝐼𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑜 (
𝐽
𝑐𝑚2
) = 
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑣𝑖𝑑𝑎 (𝐽)
Á𝑟𝑒𝑎 (𝑐𝑚2)
 
1 kgf.m = 9,80665 J 
9 
 
5. Normas adotadas 
 
Para realização dos ensaios e tratamentos foram adotadas as seguintes 
normas: 
 
 Ensaio de Dureza Rockwell: NBR ISO 6508/09 
 Ensaio de Tração: NBR ISO 6892-1/13 
 Ensaio de Impacto: ASTM E-23 
 Preparação das Amostras: NBR ISO 13284 
 Micro Inclusões: NBR ISO 9208 
 Análise de Inclusões: ASTM E-45 
 Ataque químico: NBR ISO 8108 
 Análise de Metalografia e Fotomicrografia: ASTM E-112 
 Conversão de cálculos de dureza: ASTM E-140 
 
 
 
10 
 
6. Materiais utilizados 
 
 Tratamento Térmico: 
o Forno; 
o Caixa metálica; 
o Limalhas de ferro fundido branco. 
 Ensaio de Dureza Rockwell: 
o Durômetro Rockwell com pontas B e C. 
 Ensaio de Tração: 
o Máquina de ensaio de tração (extensômetro). 
o Paquímetro digital; 
o Riscador mecânico; 
o Tinta para demarcação. 
 Ensaio de Impacto: 
o Máquina de ensaio de impacto (modelo Charpy); 
o Paquímetro digital; 
o Dispositivo centralizador; 
 Preparação das Amostras: 
o Cortadeira elétrica; 
o Prensa embutidora; 
o Lixas d’água; 
o Lixadeira elétrica circular; 
o Máquinas de polir elétricas; 
o Pasta de diamante; 
o Álcool; 
o Algodão; 
o Secador elétrico; 
o NITAL 2%; 
o Baquelite; 
o Teepol. 
 Análise Metalográfica: 
o Microscópio óptico de luz refletida e transmitida; 
o Câmera de alta resolução. 
11 
 
7. Tratamentos Térmicos e Amostras 
 
Foram separados quatro corpos de prova no modelo para ensaio de impacto 
e mais quatro corpos de prova no modelo de ensaio de tração. Para os 
tratamentos térmicos foram separados um corpo de prova de cada tipo 
possibilitando a realização de três tratamentos térmicos diferentes e sobrando 
um par natural para posterior comparação. 
O par 01 foi separado como o par natural, ou normalizado. Os pares 02, 03 e 
04 foram submetidos ao tratamento de têmpera a 870ºC sendo resfriados à óleo 
e os pares 03 e 04 também sofreram o tratamento de revenido, após a têmpera. 
Sendo o revenido do 03 a 300ºC durante 2h e o 04 a 500ºC, também por 2h. O 
tempo de encharque utilizado foi cerca de 40 minutos, tempo considerado a partir 
do momento em que a caixa de ferro encontrava-se da mesma coloração que o 
interior do forno. 
Para realização do ensaio de tração dos corpos de prova com 40 mm 
realizou-se a medição do diâmetro em três regiões diferentes – na parte superior, 
no meio e na parte inferior do comprimento útil do corpo de prova (CP) – para 
maior precisão mediu-se seção em dois pontos, um ponto aleatório da seção e 
90° do ponto aleatório, obtendo, assim, seis medidas de diâmetro, a média para 
estas medidas foi de 8 mm. Para visualização dos resultados o CP foi pintado 
com tinta para demarcação com marcas ao longo do corpo útil do corpo de 5 mm 
em 5 mm. 
Após medições e marcação, fixou-se o CP no extensômetro e o mesmo foi 
submetido ao ensaio de tração. A máquina utilizada informa o alongamento (ΔL 
= variação de comprimento) sofrido pelo material, que possibilita a construção 
do gráfico tensão x deformação. Ensaio é finalizado após ruptura do CP. 
Procedimento foi realizado para os quatro CPs do modelo de CP para ensaio de 
tração. 
Para o ensaio de impacto foram medidas as larguras e alturas dos CPs para 
ensaio de impacto, possibilitando o cálculo da área realizado posteriormente e, 
então, acoplou-se o CP desejado ao equipamento. Uma vez fixado o CP, iniciou-
12 
 
se o teste de resistência ao impacto que forneceu a energia absorvida pelo 
material. 
O ensaio de metalografia exige um preparo de amostra mais complexo do 
que os ensaios mecânicos, portanto, para o preparo das amostras seguiram-se 
os seguintes passos: 
1. Utilizando uma cortadeira elétrica, cortou-se o CP do ensaio de tração 
transversalmente formando uma medalha de poucos milímetros de altura, 
em torno de 5mm, e cortou-se novamente o CP em forma de outra 
medalha, porém pouco mais alta e, então, fez-se um corte longitudinal na 
segunda medalha. 
2. Amostras sofreram leve polimento para remover as possíveis rebarbas 
que apareceram mediante corte. 
3. Levou-se os pares de cada amostra para a máquina de embutir onde as 
amostras foram centralizadas e então adicionou-se uma porção e meia de 
baquelite para formar uma bolacha que irá segurar as partes das amostras 
unidas. A máquina de embutir amostra foi ligada e adicionou-se preção 
necessária para que ocorresse a fundição do baquelite em temperatura 
inferior de fundição a temperatura ambiente. Fez-se a manutenção da 
pressão quando necessário e aguardou-se o término do processo. 
4. Após retirada da máquina e resfriada a bolacha com as duas partes de 
cada material, a bolacha foi identificada com o nome da amostra e turma, 
então levada para a sequência de lixas d’água manuais, onde foi lixada 
em 6 lixas, sendo de 150, 240, 320, 600 e 1200. Em cada lixa havia a 
rotação de 90º com relação ao sentido que estava sendo lixada a bolacha. 
5. Terminado o processo de lixamento, realizou-se o polimento da amostra 
com a utilização de uma polidora elétrica com pasta de diamante 3µ, para 
melhor acabamento. 
6. Finalizado o preparo da amostra, pegou-se um pedaço de algodão e 
colocado em cima da parte lixada da bolacha e fixada com fita crepe, 
possibilitando, assim, o armazenamento da amostra junto as outras. 
Para visualização das microestruturas fez-se uso de um ataque químico com 
NITAL 2% para que fosse revelada a microestrutura das amostras e ao medir-se 
o tamanho de grão, fez-se outro ataque químico, mas com Teepol para destacar 
13 
 
a austenita, evidenciando o tamanho de grão obtido após o tratamento térmico. 
Após cada ataque químico colocou-se as amostras no microscópio óptico digital 
e observou-se a amostra com a devida regulagem de foco. 
 
14 
 
8. Resultados e Discussões 
 
8.1. Ensaio de Dureza 
Os resultados obtidos no ensaio de dureza nos CPs de ensaio de tração 
são os demonstrados na tabela 2 abaixo: 
Tabela 2 – resultados e conversões para CPs de ensaio de tração. 
Amostra Média Unidade Média Unidade Média Unidade 
01 96,6 HRB 219 HB 230 HV 
02 60,3 HRC 654 HB 697 HV 
03 52,9 HRC 525 HB 560 HV 
04 50,3 HRC 481 HB 513 HV 
 
A nível de dureza, pode-se observar que os tratamentos térmicos foram 
realizados de maneira correta e seguem o esperado para estado normalizado 
quando avaliado a dureza em HRB, sendo o teórico 99 e o prático 96,6. A grande 
discrepância entre a medida em outras unidades deve-se ao fator de correção 
das transformações que podem aumentar o erro. 
Também é interessante destacar que da amostra 01 para a 02 há um 
aumento de quase 200% ao observarmos a coluna com durezas em HB, 
resultado esperado, pois a aplicação do tratamento de têmpera acima da linha 
de temperatura de austenitização (870ºC) proporcionaria o aumento de dureza 
com a formação de martensita retida. O decaimento na dureza relatadona 
comparação das amostras 02, 03 e 04 também era esperado, uma vez que o 
revenido nas amostras 03 e 04 foram realizados em diferentes temperaturas e a 
amostra 02 sofreu apenas o tratamento de têmpera que acarreta em dureza 
excessiva e alto grau de tensões internas. A redução da dureza em 03 e 04 é 
justificada pelo revenido aplicado em 300ºC e 500ºC, respectivamente, por duas 
horas. Sendo assim, a dureza em 04 tende a ser menor e na prática foi 
comprovada a teoria. 
15 
 
Para os CPs de ensaio de impacto os resultados são os ilustrados na 
tabela 3: 
Tabela 3 – resultados e conversões para CPs ensaio de impacto Charpy. 
Amostra Média Unidade Média Unidade Média Unidade 
01 110 HRB 353 HB 372 HV 
02 59 HRC 634 HB 674 HV 
03 52,3 HRC 512 HB 544 HV 
04 46 HRC 432 HB 458 HV 
 
 Nas amostras de modelo Charpy observa-se o mesmo comportamento 
que nos CPs de tração, no entanto, não há um aumento tão expressivo na 
aplicação de têmpera. Entre a amostra 01 e 02 houve um aumento de 
aproximadamente 80% na dureza em HB. Também é observado o mesmo 
comportamento esperado quando comparamos as durezas das amostras 02, 03 
e 04. 
8.2. Ensaio de Tração 
A partir dos cálculos realizados a partir do ensaio de tração obteve-se a tabela 
4 com os seguintes resultados: 
Tabela 4 – resultados dos cálculos para teste de tração com extensômetro. 
Amostra 
Ao 
(mm²) 
LE 
(MPa) 
LRT 
(MPa) 
Alongamento 
(%) 
Af 
(mm²) 
Redução 
de área 
(%) 
01 50,52 ― 756,72 12,05 19,71 60,98 
02 50,26 ― 1148,66 ― ― ― 
03 50,64 ― 1515,09 ― ― ― 
04 50,52 1187,02 1252,46 12,125 36,96 26,84 
 
 
16 
 
8.3. Ensaio de Impacto 
Nos ensaios de impacto foram obtidos os dados apresentados na tabela 5 e 
os resultados dos cálculos realizados estão representados na tabela 6. 
Tabela 5 – resultados ensaio de impacto Charpy. 
Amostra 
Dimensão 
(mm x mm) 
Energia absorvida 
(kgf x m) 
01 9,99 x 8,07 0,9 
02 9,95 x 7,99 0,3 
03 9,94 x 7,99 0,7 
04 9,98 x 7,96 3,6 
 
Tabela 6 – resultados cálculos realizados a partir ensaio de impacto Charpy. 
Amostra Área (cm²) 
Energia 
absorvida (J) 
Resistência ao 
Impacto (J/cm²) 
01 0,8061 8,825 10,953 
02 0,795 2,942 3,702 
03 0,794 6,864 8,648 
04 0,794 35,303 44,478 
 
 
17 
 
8.4. Análise das micrografias 
Para amostra 01 que estava natural, foi observado a microestrutura 
constituída por perlita e ferrita, conforme ilustradas na Micrografia 1 e 2. Na 
Micrografia 03 é observado a presença de um fundo de martensita com perlita 
fina, por ser referente a amostra 02, podemos admitir que o aço não ficou bem 
temperado e o tratamento poderia ter sido melhor aplicado, no entanto, não 
influenciou muito nos outros resultados. 
 Nas Micrografias 04 e 05, sendo das amostras 03 e 04, respectivamente, 
foi encontrado martensita revenida e ferrita, Resultados esperados, quando 
avaliado que o tratamento térmico sofrido por ambas as amostras foi de têmpera 
e revenido, outro indicativo de que o tratamento ocorreu de forma correta e foi 
bem aplicado. A variação da quantidade de cada componente da microestrutura 
é explicada também pela diferença de temperaturas utilizadas nos revenidos. 
Como tamanho de grão encontrou-se o tamanho 9 para todas as 
amostras, sendo de 256 grãos/pol. É de grande interesse que os grãos tenham 
se mantido do mesmo tamanho quando comparamos as amostras, pois as altas 
temperaturas utilizadas em alguns tratamentos podem acarretar no aumento de 
grão, fazendo com que ocorra a perda de propriedades mecânicas. Em geral, é 
mais interessante que o aço tenha tamanho de grão pequeno. A escala dos 
tamanhos de grãos são do maior para o menor, sendo 1 o maior tamanho de 
grão e quando mais alto o número da escala, menor o tamanho do grão, podendo 
chegar ao tamanho 11, ou menores. 
18 
 
 
Micrografia 1 – Amostra 01 com ataque químico de NITAL 2% e 100x de 
aumento. 
 
Micrografia 2 – Amostra 01 com ataque químico de NITAL 2% a 500x de 
aumento. 
19 
 
 
Micrografia 3 – Amostra 02 com ataque químico de NITAL 2% e 1000x de 
aumento. 
 
Micrografia 4 – Amostra 03 com ataque químico de NITAL 2% e 1000x de 
aumento. 
 
20 
 
 
Micrografia 5 – Amostra 04 com ataque químico de NITAL 2% e 1000x de 
aumento. 
 
21 
 
9. Gráfico 
 
 No gráfico 1 podemos observar o comportamento dos corpos de prova e 
determinar algumas propriedades mecânicas que eles possuem. Pela 
identificação do eixo das abscissas podemos ver qual o CP e seu 
comportamento mediante ensaio. A alta ductilidade representada no gráfico 
gerado por 01 era esperado, uma vez que a maioria dos ferros sem tratamento 
térmico é dúctil e também considerando que o SAE 4140 não é um aço com teor 
alto de carbono e sim, médio carbono. A ductilidade apresentada no gráfico 
obtido para CP 01 representa uma ductilidade com patamar de escoamento 
definido. 
Quando observado o comportamento do CP 02, nota-se uma grande 
fragilidade no material, também esperada, uma vez que 02 foi apenas temperado 
e estava com altas tensões internas, extrema dureza e elevada fragilidade. 
Comportamento que permanece na amostra 03, no entanto, o pico da ruptura se 
mostra mais alto, chegando a quase 8000 kg.f, quando 02 chegou a pouco mais 
de 5600kg.f. 
O material 03 apresenta comportamento que é explicado pelo seu 
tratamento conter a etapa de revenido imediatamente após a têmpera, sendo a 
300ºC durante 2 horas, logo, já havia ocorrido certo alívio de tensões internas, a 
dureza não estava tão evidenciada como no CP 02, logo, sua fragilidade estava 
mais reduzida. Entretanto, ainda não o suficiente para torná-lo um material dúctil, 
sendo ainda frágil, porém menos frágil que CP 02. 
Quando se observa o gráfico de CP 04 nota-se que o material volta a ser 
dúctil, mas sem patamar de escoamento definido e ainda menos dúctil que 01. 
Resultado esperado e que confere com a literatura, já que 04 foi temperado 
assim como 02 e 03, e mesmo que revenido como 03, seu revenido foi aplicado 
a uma temperatura de 500ºC, sendo cerca de 67% superior a temperatura 
utilizada no revenido de 03. Logo, o alívio de tensões e redução de dureza em 
04 são mais evidenciadas que em 03, fato já observado anteriormente durante a 
análise de dureza dos CPs. 
22 
 
 
 
Gráfico 1- resultado ensaio de tração. 
23 
 
10. Conclusão 
Neste trabalho foram realizadas análises comparativas entre resultados 
de tratamentos térmicos no SAE 4140, com resultados obtidos sendo 
relativamente satisfatórios. Como era previsto pela literatura, há uma 
melhora gradativa quando acrescentamos o tratamento de revenido ao aço 
que já havia sido temperado inicialmente e, novamente, uma melhora nas 
propriedades quando aumentamos a temperatura do revenido aplicado, fato 
observado do decaimento da dureza excessiva da amostra 04 quando 
comparada com 02 e 03, ficando superior ainda a dureza da amostra 01. 
Quando mencionado o ensaio de impacto, o CP charpy que apresentou 
melhor resultado foi 04 também, que não chegou a fraturar completamente 
como as demais amostras submetidas ao ensaio. Logo, não foi possível fazer 
muitas considerações sobre o ensaio, mas percebe-se que para aplicações 
que exijam resistência ao impacto, entre os quatro tipos de tratamento do 
SAE 4140 a mais indicada seria a 04 que sofreu têmpera a 870ºC e revenido 
a 500ºC durante 2 horas. 
Os melhores resultados para as amostras com tratamento térmico foram 
todos da amostra 04, o que indica que entre têmpera a 870ºC, têmpera a 
870ºC e revenido a 300ºC e têmpera a 870ºC e revenido a500ºC, o 
tratamento que proporciona propriedades mecânicas mais pronunciadas é o 
tratamento de têmpera a 870ºC e revenido a 500ºC. Não significando que 
não possam ser melhorados os tratamentos ou que não existam tratamentos 
que possam evidenciar ainda mais as propriedades mecânicas do SAE 4140. 
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11. Referências 
 
[1] CALLISTER, William D. Ciência e engenharia de materiais: uma 
introdução. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. xxi, 882 p. ISBN 9781118324578. 
[2] CORRÊA, Fábio J., SCHAEFFER, Lirio. Comparação das Propriedades 
Mecânicas do Aço AISI 4140 no Estado Recozido e no Estado Normalizado. 
UFRGS – Porto Alegre. 2013. Disponível em: 
<http://www.ufrgs.br/ldtm/publicacoes/Artigo%20-
%20Recozimento_Normaliza%C3%A7%C3%A3o%20-%20Forge.pdf> 
[3] CHIAVERINI, Vicente. Aços e ferros fundidos: características gerais, 
tratamentos térmicos, principais tipos. 7. ed., ampl. e rev. São Paulo: 1996. 
ABM, 599 p. ISBN 9788577370412. 
[4] CHIAVERINI, Vicente. Tratamento térmico das ligas metálicas. São Paulo: 
ABM, 2003. 272 p. ISBN 8586778621. 
[5] SILVA, André Luiz V. da Costa e; MEI, Paulo Roberto. Aços e ligas 
especiais. 3. ed., rev. São Paulo: Blucher, 2010. 646 p. ISBN 9788521205180.

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