Ensaio de revenimento

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
CAMPUS DE GUARATINGUETÁ
Propriedades Mecânicas dos Materiais
Assunto: Ensaio de Revenimento
 
Professor: Thomaz Manabu
Luiz Henrique Torres da Costa nº101031
2012
Introdução
De maneira simplista, podemos dizer que a têmpera é um tratamento que consiste em conferir uma estrutura martensítica a um dado material. As taxas de resfriamento usadas neste processo são de vital importância e estão em função do que se necessita em se tratando de propriedades mecânicas.
Já o revenimento é um tratamento subsequente à tempera e que tem a finalidade de retirar basicamente as tensões residuais e a austenita retida e apresenta 5 estágios.
Objetivo
O objetivo deste ensaio é obter a dureza gerada pelo tratamento de tempera e de revenimento.
 A partir de peças temperadas, executar o revenimento em diferentes temperaturas, verificando posteriormente a dureza e a energia de impacto absorvida pelo material. A partir daí, efetua-se comparações de maneira a estabelecer quais as diferenças entre cada tipo de revenimento que escolhemos e o que cada escolha implica nas propriedades do material.
Fundamentação Teórica
Revenimento
 Para qualquer coisa que planejamos fazer na área técnica, devemos ter em mente duas coisas: quais são os nossos objetivos e o que deveremos fazer para alcançá-los. Os tratamentos térmicos não fogem à regra.
Podemos ter diversos objetivos distintos num tratamento térmico, tais como aumento de dureza e da resistência mecânica, diminuição da dureza e aumento da ductilidade, melhoria das propriedades de usinagem, aumento da resistência à corrosão, etc.
Para que alcancemos estes objetivos descritos acima, antes mesmo de fazermos qualquer alteração, é imprescindível a análise de algumas coisas, tais como:
- Equipamento, ferramenta e dispositivos disponíveis;
- Tipo de liga que está sendo utilizada;
- Formas e dimensões das peças a serem tratadas;
- Condições de aquecimento;
- Condições de resfriamento;
- Previsão de existência de tensões internas de natureza térmica ou estrutural ou de ambos os tipos;
- Necessidade de usinagem ou não, após o tratamento;
 Tendo posse desses dados, muita coisa pode ser feita antes mesmo do tratamento térmico. São ações preventivas que facilitarão o andamento posterior das coisas, como por exemplo a alteração da geometria da peça ou até mesmo a alteração da composição da liga a ser usada. 
Também nunca é demais nos atentarmos ao espectro de materiais disponíveis no mercado. Antes mesmo de pensarmos no tratamento térmico, é necessário termos a certeza absoluta de que o material utilizado é aquele que nos trará a ,aior relação custo-benefício.Com essas precauções, baseadas no fato previamente levantados, muitos problemas podem ser antecipadamente resolvidos.
Ao realizarmos o tratamento de têmpera obtemos uma estrutura inteiramente martensítica, porém devido à velocidade de resfriamento ser muito elevada, geralmente ocorre a presença de tensões internas e de austenita retida.
O revenimento é um processo aplicado após a têmpera, pois reduz as tensões internas produzidas pela têmpera, transforma parcialmente a martensita para restabelecer certa ductilidade e tenacidade e eventualmente eliminar a austenita retida.O tratamento de revenimento consiste em reaquecer a peça até uma temperatura inferior à temperatura A1, seguido de resfriamento geralmente ao ar.
A martensita, é uma solução sólida super saturada e metaestável de carbono num reticulado de ferro tetragonal, com a mesma composição da austenita que lhe deu origem. O aquecimento da martensita permite a reversão do reticulado instável ao reticulado cúbico centrado, produzindo reajustamentos internos que aliviam as tensões e, além disso, propicia uma precipitação de partículas de carboneto, que crescem e se aglomeram, de acordo com a temperatura e o tempo.
Conforme a temperatura de revenido verificam-se as seguintes transformações:
Entre 25 °C a 100 °C- ocorre a segregação ou uma redistribuição do carbono em direção as discordâncias; essa pequena precipitação localizada do carbono pouco afeta a dureza.O fenômeno é predominante em aços de alto carbono;
Entre 100 °C a 250 °C- as vezes chamado de primeiro estágio ocorre precipitação de carboneto de ferro do tipo ε ; esse carboneto pode estar ausente em aços de baixo carbono e de baixo teor de liga; a dureza rockwell começa a cair, podendo chegar a 60;
Entre 200 °C a 300 °C- às vezes chamado de segundo estágio de revenido, ocorre a transformação de austenita retida em bainita; a transformação ocorre somente em aços de médio e alto teor de carbono e a dureza continua a cair;
Entre 250 °C a 350 °C- às vezes chamado de terceiro estágio de revenido, forma-se carboneto metaestável, de formula Fe5C2; quando ocorre essa transformação, verifica-se em aços de alto carbono;
Entre 400 °C a 600 °C - ocorre uma recuperação da subestrutura de discordância; os aglomerados de Fe3C passam a uma forma esferoidal, ficando mantida uma estrutura de ferrita fina acicular;
Entre 500 °C a 600 °C- somente nos aços contento Ti, Cr, Mo, V, Nb, ou W, há precipitação de carbonetos de liga; a transformação é chamada de endurecimento secundário ou quarto estágio do revenido;
Entre 600 °C a 700 °C- ocorre a recristalização e crescimento de grão; a cementita precipitada apresenta forma nitidamente esferoidal; a ferrita apresenta forma equiaxial; a estrutura é chamada esferoidita e caracteriza-se por ser tenaz e de baixa dureza; quando o aço é revenido a essas temperaturas muitas vezes pode-se confundir o revenimento com o coalecimento.
Procedimento Experimental
Primeiramente são austenitizados oito corpos de prova para ensaio Charpy, tipo A, num forno tipo mufla a 850 °C ( temperatura de austenitização ), por um tempo de aproximadamente 30 minutos ( tempo de austeneitização ) e em seguida os corpos são resfriados em agua fria.
Manter dois dos oito corpos de prova temperados nesta condição ( na temperaura ambiente ) e reaquecer os outros seis, durante uma hora, nas seguintes temperaturas:
2 ( dois ) a 200 °C;
2 ( dois ) a 400 °C;
2 ( dois ) a 600 °C.
Após decorrido o tempo de permanência nas temperaturas acima, retira-los do forno e resfria-los ao ar. Medir a dureza e em seguida realizar o ensaio de impacto em todos os oito corpos de prova. 
4.1. Corpos de prova:
	
	Foi utilizado o corpo de prova Carpy, tipo A, de acordo com a ASTM E 23.
Figura 1: Forma das amostras
4.2. Material:
	O material utilizado foi a aço ABNT 1045 ( aproximadamente 0,45 % de C).
4.3. Equipamentos :
	Os equipamentos utilizados foram os seguintes :
Luvas;
Alicate para a remoção do corpo de prova do forno;
Maquina de ensaio de impacto;
Forno tipo mufla;
Máquina para obtenção da dureza
 
Resultados e discussões
Tabela de dureza e energia de impacto para o aço ABNT 1045
	Tratamento térmico
	Dureza (HRA)
	Ei
	
	CDP 1
	CDP 2
	Média
	CDP 1
	CDP 2
	Média
	Temperado
	81
	81
	82
	80
	81
	81
	81
	0,4
	0,4
	0,4
	Revenido a 200 °C
	78
	81
	79
	80
	79
	78
	79,2
	0,4
	0,6
	0,5
	Revenido a 400°C
	72
	72
	72
	69
	72
	72
	71,5
	2
	1,4
	1,7
	Revenido a 600°C
	62
	62
	61
	57
	62
	62
	61
	7,8
	12,2
	10
Gráfico: Dureza e Energia de impacto em função da temperatura de revenimento.
 Ao observarmos os resultados, verificamos que no tratamento de têmpera obtivemos uma dureza média de 81 HRA e uma energia de impacto de 0,4 Kgf.m, isso ocorreu porque a estrutura formada nessa fase é composta exclusivamente de martensita, ocorrendo também a presença de tensões internas devido ao resfriamento efetuado em elevada velocidade.
 A amostra de aço que sofreu o tratamento de revenimento a 200°C após a tempera apresentou dureza média de 79,2 HRA e energia de impacto de 0,5 Kgf.m. Verificamos que o valor de dureza diminuiu e a energia de impacto teveum ligeiro aumento se compararmos esse aço com a amostra de aço anterior. 
A amostra de aço que sofreu revenimento a 400°C, apresentou uma dureza média de 71,5 HRA e uma energia de impacto de 1,7 Kgf.m. Se compararmos esses resultados com os resultados obtidos das amostras anteriores percebemos que o valor da dureza diminuiu e a energia de impacto aumentou. Para essa amostra ocorreu a formação de ferrita e cementita a partir do carboneto de ferro do tipo ε, a transformação do carbono em cementita e ferrita teve como conseqüência a diminuição da dureza e elevação da tenacidade do material. 
 	A amostra de aço que sofreu revenimento a 600°C, apresentou uma dureza média de 61 HRA e uma energia de impacto de 10 Kgfm.Se compararmos esses resultados com os resultados obtidos das amostras anteriores percebemos que o valor da dureza diminuiu e a energia novamente .
Conclusão 
Nesse experimento, concluímos que quanto maior a temperatura de revenimento, menor é a dureza .Com relação a energia de impacto, o seu valor também aumenta, pois os compostos formados nas temperaturas de revenimento maiores são ferrita e cementita para 400° C e para 600°C uma estrutura que tem ferrita e cementita separadas, logo, a energia de impacto é maior.
Bibliografia
 [1] CHIAVERINI,V. Aços e Ferros Fundidos, 5° Edição, São Paulo, Editora Hamburg Ltda,1982,518p.; 
[2] COLPAERT, H. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns, 3ed., São Paulo, Ed. Edgar Blücher Ltda, 1974, 412p.;
[3] Anotações de Aula