Aula7a tratamento t rmico

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Transformação de Fases em 
Metais 
Profa. Dra. Daniela Becker 
Bibliografia 
 Callister Jr., W. D. Ciência e engenharia de 
materiais: Uma introdução. LTC, 5ed., cap 
10 e 11, 2002. 
 Shackelford, J.F. Ciências dos Materiais, 
Pearson Prentice Hall, 6ed., cap 10, 2008. 
Introdução 
 Diagrama de fase – microestrutura que 
deveria se desenvolver, supondo que a 
temperatura fosse alterada lentamente e 
o suficiente para manter o equílibrio 
 Na prática o processamento de materiais 
 tempo se torna um fator importante 
 Tratamento térmico histórico da 
temperatura versus tempo  cinética 
Introdução 
 Ocorrências de fases ou transformações em 
temperaturas diferentes daquela prevista no 
diagrama 
 Existência a temperatura ambiente de fases 
que não aparecem no diagrama 
Tratamentos Térmicos 
  Tratamentos térmicos é o processo que 
eleva-se a temperatura até a sua 
transformação e controla-se a velocidade 
de seu resfriamento para obter 
características desejadas. 
 
 
 O diagrama chamada Curva TTT (tempo – 
temperatura – transformação) possibilita o 
controle das transformações. 
O diagrama TTT 
 COM DIFUSÃO 
 Sem variação no número e composição de fases 
 Ex: solidificação metal puro e transformação alotrópica 
 Com variação no número e composição de fases 
 Ex: Transformação eutética, eutetóide... 
 
 SEM DIFUSÃO 
 Ocorre com formação de fase metaestável 
 Ex: transformação martensítica 
 
 A maioria das transformações de fase no estado sólido não ocorre 
 instantaneamente, ou seja, são dependentes do tempo 
Diagramas TTT 
início 
final 
Diagramas TTT 
Curvas TTT 
 Utilizados para o estudo dos tratamento 
térmicos 
 
Sistema Ferro - Carbono 
Evolução Microestruturas 
 Concentração eutetóide 
Perlita: 88% ferrita (ferro alfa) 
+ 12% cementita (Fe3C). 
Forma lamelar. Propriedades 
intermediárias 
Ex 1: Curva TTT para aço eutetóide 
Temperatura de 
austenitização  
+Fe3C 
 
Perlita 
-Como a martensita não envolve difusão, a sua formação ocorre instantaneamente 
(independente do tempo, por isso na curva TTT a mesma corresponde a uma reta). 
Martensita 
Microestrutura 
Perlita grossa Perlita fina 
Bainita 
Martensita 
Propriedades 
 Perlita fina mais dura que a Perlita grossa – 
fase cementita forte e rígida restringe 
severamente a deformação da fase ferrita 
 Perlita grossa mais dúctil que a perlita fina 
 Aços bainíticos possuem uma estrutura mais 
fina – são mais resistentes e duros 
 Martensita é fase mais dura, mais resistente 
e frágil 
Ex 2: curvas TTT para aço eutetóide com 
as durezas especificadas das microestruturas 
•Perlita grossa ~86-97HRB 
•Perlita fina ~20-30HRC 
•Bainita superior ~40-45 HRC 
•Bainita inferior~50-60 HRC 
•Martensita 63-67 HRC 
Ex 3: Curvas de resfriamento a 
temperatura constante 
Ex 4: Algumas curvas de resfriamento contínuo 
A (FORNO)= Perlita grossa 
B (AR)= Perlita + fina (+ dura 
que a anterior) 
C(AR SOPRADO)= Perlita + 
fina que a anterior 
D (ÓLEO)= Perlita + 
martensita 
E (ÁGUA)= Martensita 
No resfriamento contínuo, as curvas TTT deslocam-se um pouco 
para a direita e para baixo 
Transformações 
AUSTENITA 
Perlita 
( + Fe3C) + a 
fase 
próeutetóide 
Bainita 
( + Fe3C) 
Martensita 
(fase tetragonal) 
Martensita 
Revenida 
( + Fe3C) 
Ferrita ou cementita 
Resf. lento 
Resf. moderado 
Resf. Rápido 
 (Têmpera) 
reaquecimento 
Microestrutura: MARTENSITA 
Microestrutura: MARTENSITA 
 MARTENSITA 
 A martensita se forma 
quando o resfriamento for 
rápido o suficiente de forma a 
evitar a difusão do carbono, 
ficando o mesmo retido em 
solução. 
 Como a martensita não 
envolve difusão, a sua 
formação ocorre 
instantaneamente 
(independente do tempo). 
AUSTENITA 
MARTENSITA 
TRANSFORMAÇÃO 
ALOTRÓPICA COM 
AUMENTO DE VOLUME, 
que leva à concentração de tensões 
Microestrutura: MARTENSITA 
AUSTENITA 
MARTENSITA 
TRANSFORMAÇÃO 
ALOTRÓPICA COM 
AUMENTO DE VOLUME, 
que leva à concentração de tensões 
Conseqüências: 
 Geração de tensões residuais. 
 Risco de empenamentos. 
 Risco de trincas de têmpera 
(sempre intergranulares). 
  martensita 
 Ocorre por cizalhamento dos planos cristalinos 
martensita 
austenita 
 MARTENSITA 
 É uma solução sólida 
supersaturada de carbono (não se 
forma por difusão) 
 Microestrutura em forma de 
agulhas 
 É dura e frágil (dureza: 63-67 HRc) 
 Tem estrutura tetragonal cúbica (é 
uma fase metaestável, por isso 
não aparece no diagrama) 
 
Microestrutura: MARTENSITA 
 
 MARTENSITA 
REVENIDA 
 É obtida pelo 
reaquecimento da 
martensita (fase 
alfa + cementita) 
 Os carbonetos 
precipitam 
 Forma de agulhas 
escuras 
 A dureza cai 
 Maior ductibilidade 
Microestrutura: MARTENSITA