11 Classificação dos aços e cinéticas das transformações

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Classificação dos aços 
 A partir da informações apresentadas nas seções precedentes, pode-se entender porque os aços constituem-se em uma família de 
materiais extremamente versátil. Basta alterar o teor de carbono no aço para que se consiga alterar substancialmente as 
propriedades mecânicas do mesmo. Por exemplo, caso tenhamos um aço com 0,08% de carbono em peso, o material apresentará 
um predominância da estrutura ferrítica. Assim, este aço apresenta um grande ductilidade, podendo ser utilizado para a confecção 
de uma lata de cerveja. Simplesmente aumentando teor de carbono do aço para 0,8% por exemplo, já teremos uma grande 
quantidade de cementita. O aço passará a ter uma alta dureza/resistência ao desgaste com sacrifício da sua ductilidade. Teremos 
então, um aço tipicamente empregado na fabricação de trilhos. 
 
 Os aços. além de serem constituídos basicamente por ferro e carbono, podem apresentar uma série de outros elementos 
adicionados intencionalmente ou não. Normalmente são considerados dois tipos fundamentais de aços: 
 
-os aços-carbono, caracterizados como ligas ferro-carbono contendo até 2% de carbono em peso, além de elementos residuais, 
resultantes do processo de fabricação; 
 
-os aços ligados, caracterizados como ligas ferro-carbono contendo outros elementos adicionados intencionalmente 
 
 A maioria dos aços contém entre 0,1 e 1,5% de carbono em peso. As principais impurezas encontradas são o fósforo, o enxofre, o 
manganês e o silício. Outros elementos residuais podem ser o nitrogênio, o oxigênio o estanho e o alumínio. Normalmente as 
normas definem os teores máximos permitidos destes elementos de acordo coma aplicação do mesmo. Entre os principais 
elementos de liga introduzidos no aço para lhe conferir propriedades específicas encontramos o níquel, cromo manganês, silício, 
vanádio, tugstênio, molibdênio e nióbio. 
 
 É usual separar os aços em três grupos principais, segundo o teor de carbono; 
 
-aços doces, contendo até 0,25% de carbono 
 
-aços meio duros, com teor de carbono compreendido entre 0,25% e 0,50% de carbono 
 
-aços duros, com teores acima de 0,5% de carbono 
 
 Dentre os diversos sistemas de classificação dos aços de construção mecânica, o mais utilizado em nosso país, são os da SAE 
(Society of Automotive Engineers) e da AISI (American Iron and Steel Institute). O aço é designado geralmente por quatro 
algarismos. Os dois primeiros referem-se aos elementos de liga e os dois últimos ao teor de carbono. Desta forma, um aço 1010 será 
um aço carbono (sem elementos de liga) com 0,1% de carbono em peso. Já um aço SAE 4340, além de apresentar 0,40% de carbono, 
terá entre 1,65 e 2,0% de Ni, de 0,4 a 0,9% de Cr e entre 0,2 e 0,3% de Mo. 
 
 Famílias de aços especiais, como os aços inoxidáveis e aços para ferramentas, recebem uma nomenclatura especial. 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS E ELEMENTOS DE LIGA 
Ferritizante 
 
A denominação dos aços marageing deriva de suas características microestruturais básicas: “mar” é uma abreviação de martensita e “ageing” significa 
envelhecimento (endurecimento por precipitação). Isso significa que a microestrutura de aços marageing consiste basicamente de martensita com baixo teor de 
carbono endurecida significativamente pela formação de precipitados durante tratamento térmico de envelhecimento 
 
 
Composição: 
Os Aços maraging possuem baixos teores de Carbono (0.03% max) manganes, silício,fósforo e enxofre e alto teor de níquel (de 17% a 23% em média) e teores 
significativos de Cobalto e Molibdênio 
 
 
Tratamento térmico: 
Esses aços são submetidos a um tratamento térmico o qual confere endurecimento por precipitação de intermetálicos. Têmpera(solubilização de intermetálicos): O 
aço é aquecido entre 590ºC a 820ºC e em seguida resfriado ao ar, o que confere uma estrutura martensítica apesar do baixo teor de carbono, com uma matriz de 
solução sólida de níquel no ferro alfa. Revenimento (envelhecimento): Ao ser reaquecido entre 425º e 510°C ocorre endurecimento por precipitação e aumento da 
resistência mecânica. Tratamentos térmicos de envelhecimento com temperaturas mais elevadas provocam superenvelhecimento com o objetivo de melhorar as 
propriedades magnéticas da liga. 
Cinética das 
Transformações de 
fase 
TRATAMENTO TÉRMICO 
Resfriamento de um aço hipoeutetóide 
Cinética das transformações de fase 
TRANSFORMAÇÃO MARTENSÍTICA 
Martensita não Revenida Martensita + Austenita retida 
Martensita revenida 
Bainita 
Bainita é um microconstituinte dos aços. Formada a partir de um condicionamento térmico de 
resfriamento rápido (aproximadamente 103 a 104 segundos) da austenita em temperaturas que variam 
de 200 a 540°C, composta por cementita e ferrita em forma de vagem. 
Classificada basicamente em dois grupos, Bainita Inferior, formada abaixo de 300°C, e Superior, 
formada acima de 300°C. Temperaturas acima de 540°C originam a Perlita, e abaixo de 200°C 
Martensita. A bainita geralmente se apresenta junto com estes outros microconstituintes, visto que na 
prática diferentes partes de uma peça resfriam em velocidades diferentes. 
Apresenta valores de dureza, e resistência a tração, em geral maiores que a perlita, pois suas partículas 
de ferrita e cementita são menores. Valores médios de 550 a 375 HB. Sua principal característica é a 
maior tenacidade, quando comparada a martensita. 
Austêmpera, é uma forma de tratamento térmico de têmpera indicada para aços de alto 
teor de C (Carbono), obtendo-se ao final do processo um material com dureza mais 
baixa do que a da martensita, denominado BAINITA. 
O material é aquecido acima da zona crítica, assumindo a fase de austenita, e depois 
resfriado em duas etapas. A primeira etapa é um resfriamento rápido até uma 
temperatura ligeiramente acima da temperatura da mudança de fase da martensita ↔ 
austenita (normalmente o material é mergulhado em sal fundido). O material permanece 
nesta temperatura pelo tempo necessário a completar a mudança de fase austenita → 
bainita. Depois é resfriado até a temperatura ambiente. 
AUSTÊMPERA, 
Martêmpera, ou têmpera interrompida, é uma forma de tratamento térmico de têmpera 
indicada para aços de alta liga, obtendo-se ao final do processo aço em fase de martensita 
com uniformidade de grãos. 
O material é aquecido acima da zona crítica, assumindo a fase de austenita, e depois 
resfriado em duas etapas. A primeira etapa é um resfriamento rápido até uma temperatura 
ligeiramente acima da temperatura do início da mudança de fase martensita ↔ austenita 
(normalmente o material é mergulhado em sal fundido). Depois de um curto intervalo (da 
ordem de segundos) para obter a homogenização da temperatura, sofre outro resfriamento 
rápido até a temperatura ambiente. 
Após a martêmpera (como qualquer têmpera, exceto a autêmpera), o aço deve ser 
revenido. 
MARTÊMPERA