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Tratamentos Termoquímicos 
Nitretação - Tratamento termoquímico em que se promove enriquecimento superficial com nitrogênio. Utiliza-se para peças que necessitam de alta resistência à fadiga de contato, alta resistência ao atrito adesivo e submetidas a cargas superficiais baixas.
Cementação - Tratamento termoquímico em que se promove enriquecimento superficial com carbono. Utiliza-se para peças que necessitam de alta dureza superficial, alta resistência à fadiga de contato e submetidas a cargas superficiais elevadas.
Carbonitretação - Tratamento termoquímico em que se promove o enriquecimento superficial simultâneo com carbono e nitrogênio. Utiliza-se para peças que necessitam de alta dureza superficial, alta resistência à fadiga de contato e submetidas a cargas superficiais moderadas.
Tratamentos Térmicos
Normalização - Tratamento térmico, caracterizado pelo aquecimento acima da zona crítica e por equalização nesta temperatura seguida de resfriamento uniforme ao ar, sem restringi-lo ou acelerá-lo, até a temperatura ambiente. Utiliza-se para peças que necessitam ser usinadas, com remoção de cavacos, para evitar o “empastamento” das ferramentas de usinagem.
Recozimento - Termo genérico que indica um tratamento térmico composto de aquecimento controlado até uma determinada temperatura, permanência nessa temperatura durante certo intervalo de tempo e resfriamento regulado para a finalidade em vista. Utiliza-se para peças de ferro fundido que necessitam de menor dureza do que a obtida após a fundição.
Revenimento - Tratamento térmico de uma peça temperada ou normalizada, caracterizado por reaquecimento abaixo da zona crítica e resfriamento adequado, visando a ajustar as propriedades mecânicas. Utiliza-se para peças recém-temperadas, com a finalidade de reduzirem-se as tensões produzidas durante a têmpera.
Têmpera - Tratamento térmico caracterizado pelo resfriamento em velocidade superior à velocidade crítica de têmpera, a partir de uma temperatura acima da zona crítica para os aços hipoeutetóides e geralmente dentro da zona crítica, para os aços hipereutetóides, resultando em transformação da austenita em martensita. Utiliza-se para peças que necessitem de alta rigidez. Sem o necessário complemento de um revenimento, as peças temperadas apresentar-se-ão, quase sempre frágeis.
Ferro Fundido
Pelo conhecimento do diagrama do equilíbrio Fe-C, costuma-se definir ferro fundido como “as ligas Fe-C cujo teor de carbono se situa acima 2,0% aproximadamente”. Face à influência do silício nessa liga, sobretudo sob o ponto de vista de sua constituição estrutural, o ferro é normalmente considerado um “liga ternária Fe-C-Si”, pois o silício está frequentemente presente em teores superiores ao do próprio carbono.
 
Por outro lado, em função de sua constituição estrutural, o carbono está geralmente presente, em grande parcela, na forma “livre”.
 
Nessas condições, a definição de ferro fundido adotada nesta obra será a seguinte:
 
“Ferro fundido é a liga ferro-carbono-silício, de teores de carbono geralmente acima de 2,0%, em quantidade superior à que é retida em solução sólida na austenita, de modo a resultar carbono parcialmente livre, na forma de veios ou lamelas de grafita”.
 
Dentro da denominação geral de “ferro fundido”, podem ser distinguidos os seguintes tipos de liga:
 
- Ferro fundido cinzento – cuja fratura mostra uma coloração escura (donde a sua denominação), caracterizada por apresentar como elementos de liga fundamentais o carbono e o silício e estrutura em que uma parcela relativamente grande do carbono está no estado livre (grafita lamelar) e outra parcela no estado combinado (Fe3C);
 
- Ferro fundido branco – cuja fratura mostra uma coloração clara (donde a sua denominação), caracterizado por apresentar ainda como elementos de liga fundamentais o carbono e o silício, mas cuja estrutura, devido às condições de fabricação e menor teor de silício, apresenta o carbono quase inteiramente na forma combinada (Fe3C);
 
- Ferro fundido mesclado – cuja fratura mostra uma coloração mista entre branca e cinzenta (donde a sua denominação), caracterizado igualmente por uma mescla de proporções variáveis de ferro fundido branco e ferro fundido cinzento;
 
- Ferro fundido maleável – caracterizado por ser obtido a partir do ferro fundido branco, mediante um tratamento térmico especial (maleabilização), resultando numa transformação de praticamente todo o ferro combinado em grafita na forma de nódulos (em vez de veios ou lamelas);
 
- Ferro fundido nodular – caracterizado por apresentar, devido a um tratamento realizado ainda no estado líquido, carbono livre na forma de grafita esferoidal, o que confere ao material característica de boa ductilidade, donde a denominação frequente para esse material de ferro fundido dúctil.
 
- Ferro fundido de grafita compactada – caracterizado pelo fato da grafita apresentar-se em “escamas”, ou seja, com a forma de plaquetas ou estrias, motivo pelo qual tem sido também designado por “quase-escama”. Outras denominações são: escama agregada, semi-ondular e vermicular. É um produto que, como o ferro nodular, exige adição de elementos especiais como terras raras, com um elemento adicional, como o titânio, que reduz a formação de grafita esferoidal. O ferro de grafita compactada pode ser considerado um material intermediário entre o ferro fundido cinzento e o ferro nodular; possui a fundibilidade do ferro fundido cinzento, com melhor resistência mecânica e alguma ductilidade. Sua comercialização é relativamente recente.
 
A faixa de composição dos cinco principais tipos de ferros fundidos, sem elementos de liga, está indicada na Tabela 159 (293).
 
 
Tabela 159 – Faixa de composição de ferros fundidos típicos comuns
 
	
	CURVA TTT
Definição: Diagrama tempo-temperatura-transformação que apresentam curvas de início e término da transformação austenítica para uma determinada temperatura e tempo.
O tratamento térmico é um processo que permite alterar as propriedades físico-mecânicas do aço, utilizando ciclos de aquecimento e resfriamento, sob condições controladas de temperatura, tempo, atmosfera e velocidade de resfriamento. Tal processo é empregado quando se deseja adequar as características do material a uma etapa do processo de fabricação ou à condição de produto final. Para determinadas aplicações pode existir o interesse de alterar parcialmente características especificas, nestes casos é preciso combinar as etapas de aquecimento e resfriamento sob determinadas atmosferas e/ou meios que permitam atender esta alteração. Estes tratamentos são conhecidos como termoquímicos. Assim o tipo de atmosfera ou meio exerce um papel fundamental no tratamento térmico, alterando, parcialmente, a composição química do aço ou evitando que ela ocorra na forma de uma descarbonetação. Outra influência, tão importante quanto à citada, é auxiliar no processo de transferência de calor e na forma de evitar a oxidação do aço. Há vários meios para aquecer e resfriar o material. O banho de sal fundido é uma maneira de transportar calor para o aço e protegê-lo contra oxidação e descarbonetação. Para o resfriamento, as alternativas consistem em transferir o aço aquecido para óleo, água ou mesmo outro banho de sal em temperaturas mais baixas.
FATORES DE INFLUÊNCIA
Alguns fatores têm influência direta na posição das linhas de início e fim de transformação das curvas TTT. Um deles é o teor de carbono. O tamanho dos grãos e a homogeneidade da austenita também podem influenciar no diagrama. Além disso, os elementos de liga (com exceção do cobalto), que são adicionados nos aços, deslocam as curvas de início e fim da transformação para a direita, o que significa que o processo será mais demorado.
Para auxiliar metalurgistas nos processos de tratamento térmico existe a curva TTT. Trata-se de uma espécie de diagrama que descreve o que acontece com o aço, por meio de um resfriamentoa diferentes velocidades, em diversas temperaturas abaixo de 723 0C, observando a transformação isotérmica da austenita em perlita.
Diferentemente do diagrama de equilíbrio, a curva TTT considera o fator tempo. Isso significa que o aço passará por transformações de acordo com o tempo em que permanecer em determinada temperatura. O diagrama é composto por duas linhas. A primeira representa o início da transformação e a segunda, o fim. Com elas, é possível identificar que a velocidade de transformação do aço é variável. É mais baixa para temperaturas próximas da eutetóide (0,77% de carbono), cresce para temperaturas intermediárias e volta a cair para as temperaturas mais baixas.
Esses dados formam a característica básica desse diagrama, que se assemelha a um joelho quando se aproxima dos 500° (austenita se transforma em perlita). Quando a temperatura cai para menos de 200° um novo constituinte aparece instantaneamente, que é a martensita. Sua formação não deveria ser representada na curva TTT, pois independe do tempo. A queda de temperatura é a única responsável pela formação da martensita.
EXEMPLOS DE CURVA TTT
EXEMPLOS DE CURVA TTT
AÇO AISI 5140 COM 0,43% C, 0,68% MN E 0,93% CR
AÇO AISI 4340 COM 0,42% C, 0,78% MN, 1,79 NI, 0,80% CR E 0,33% MO