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Aço SAE 4340

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XIII Encontro Latino Americano de Iniciação Científica e
IX Encontro Latino Americano de Pós-Graduação – Universidade do Vale do Paraíba
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INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NO REVENIMENTO DO AÇO SAE 4340 
 
Adir Rodrigues de Oliveira1,Ismael Caetano de Araújo Junior1, Gilbert Silva2 
 
Curso de Graduação em Engenharia de Materiais - Universidade do Vale do Paraíba, Faculdade de 
Engenharia Arquitetura e Urbanismo - Av. Shishima Hifumi, 2911 – Urbanova – São José dos Campos/SP 
adir.oliveira@yahoo.com.br; ismael@winnproject.com.br; gilbert@univap.br 
 
Resumo- Na indústria atual, a utilização do aço se faz presente de forma ostensiva, mesmo com o 
surgimento de materiais alternativos. Isto se deve ao fator custo, visto que estes materiais com 
características próximas ao aço geralmente possuem valor agregado mais elevado. O aço possui a grande 
vantagem de ter suas características alteradas mediante tratamentos térmicos adequados a um baixo custo. 
Assim sendo, este trabalho baseia-se em submeter amostras do aço SAE 4340 ao tratamento térmico de 
têmpera e posteriormente revenimento, com temperaturas que variaram entre 200ºC e 650ºC. Os resultados 
indicaram uma grande quantidade de fase martensítica para temperaturas inferiores no tratamento térmico 
de revenimento, e menores valores de dureza para temperaturas maiores do tratamento térmico de 
revenimento. Através dos valores encontrados podemos utilizar como ferramenta complementar na 
especificação de itens mecânicos. 
 
Palavras-chave: Tratamento térmico, Têmpera, Revenimento, Dureza. 
 
Introdução 
 
 
Na indústria atual, a utilização do aço se faz 
presente de forma ostensiva, mesmo com o 
surgimento de materiais alternativos. Isto se deve 
ao fator custo, visto que estes materiais com 
características próximas ao aço geralmente 
possuem valor agregado mais elevado. O aço 
possui a grande vantagem de ter suas 
características alteradas mediante tratamentos 
térmicos adequados a um baixo custo. 
O aço SAE 4340 é um aço de elevada 
temperabilidade e boa forjabilidade, porém sua 
usinagem é relativamente pobre. Dependendo do 
teor de carbono, a dureza na condição temperada 
varia de 54 a 59 HRC. Devido à sua alta 
temperabilidade, não é aconselhável a sua 
aplicação em soldagem por métodos 
convencionais, somente em processos 
sofisticados. 
Devido às suas características ele é aplicado 
para fabricação de virabrequins para aviões, 
tratores, eixos com elevada solicitação mecânica e 
veículos em geral. 
Na indústria aeronáutica é muito utilizado 
devido sua grande resistência e tenacidade que 
são fundamentais em projetos aeronáuticos para 
diversas aplicações, desde peças utilizadas na 
montagem da aeronave como também em 
ferramentais que são utilizados para construção e 
montagem das aeronaves (TORRES, 2002). Nesta 
segunda aplicação é muito utilizado na fabricação 
de buchas e pinos de fixação, as quais podem vir 
a romper por uma estrutura inadequada ou por 
fadiga. Testes de fadiga por flexão rotativa são 
realizados para definir a vida útil do material 
(SOUZA et. Al. 2002). 
Constantemente durante o processo de 
encalque das buchas e na utilização de pinos, 
ocorrem quebras desses componentes que pode 
estar relacionado com a microestrutura obtida 
através do tratamento térmico de têmpera e 
revenimento. Descartando-se a possibilidade de 
dimensional das peças produzidas, através da 
utilização da norma interna para ajustes de eixos e 
furos, onde o mesmo se mostrou dentro dessas 
especificações para um sistema de encalque pelo 
método de prensagem a frio na temperatura 
ambiente. A Figura 1 mostra a fratura de um pino 
de aço 4340 rompido durante o processo de 
encalque realizado por prensagem a frio. 
 
 
 
 
 
 
Figura 1– Micrografia da fratura de um pino de 
4340. 
 
 
 
XIII Encontro Latino Americano de Iniciação Científica e
IX Encontro Latino Americano de Pós-Graduação – Universidade do Vale do Paraíba
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Pela micrografia podemos descartar a 
possibilidade deste material ter falhado pelo 
fenômeno de fadiga. Este tipo de fratura é 
característica de materiais que possuem diferentes 
estruturas, tendo regiões onde ocorreram maiores 
deformações plásticas que outras. Analisando-se 
a norma interna de especificação, notou-se que a 
mesma não especificava o tratamento térmico 
mais adequado para obtenção da microestrutura 
ideal para se obter a resistência desejada. Assim 
sendo, este trabalho baseia-se em submeter 
amostras do aço SAE 4340 ao tratamento térmico 
de têmpera e posteriormente ao tratamento de 
revenimento, com temperaturas entre 200 e 
650ºC. A têmpera consiste no aquecimento do aço 
visando uma austenitização total (aços 
hipoeutetoides) ou parcial (aços hiper-eutetoides) 
seguido de um resfriamento, tal que se consiga 
evitar a transformação da austenita nos seus 
produtos de decomposição a temperaturas mais 
altas (ferrita ou cementita + perlita), dando lugar 
preferencialmente à transformação em martensita 
(FERNADES, 2006). Um dos grandes problemas 
relacionados com o tratamento térmico de têmpera 
está ligado com a baixa ductilidade e a baixa 
tenacidade do material após o tratamento. Embora 
tenhamos um significativo ganho na resistência 
mecânica e na dureza, fatores primordiais quando 
se quer reduzir o peso da peça ou evitar o 
desgaste superficial, a ductilidade cai quase à 
zero. A utilização de um aço nestas condições é 
impossível, devido aos riscos de uma falha 
catastrófica, este problema tem que ser corrigido, 
que é conseguido através do tratamento térmico 
de revenimento. O revenimento é um tratamento 
térmico em que se faz o reaquecimento da peça 
temperada dentro de uma faixa de temperatura, 
geralmente entre 150°C e 600°C. As peças são 
aquecidas e permanecem durante um intervalo de 
tempo suficiente para que ocorram as 
transformações necessárias à recuperação de 
parte da ductilidade e tenacidade perdidas, sendo 
depois resfriadas até a temperatura ambiente. 
Com esse estudo de tempera e posteriormente 
revenimento, e os quais irão gerar dados sobre 
temperatura de revenimento versus dureza, de 
maneira que podemos utilizar estes dados como 
ferramenta complementar na especificação de 
projeto. 
 
Procedimento experimental 
 
O procedimento experimental originou-se da 
necessidade de se estabelecer parâmetros para 
especificar em projeto a dureza adequada, em 
função da utilização de tratamentos térmicos de 
têmpera e revenimento. 
 Para a análise de fratura da Figura 1, foi 
utilizado um microscópio eletrônico de varredura 
da marca Zeeis modelo EVO MA10. O aço SAE 
4340 possui a seguinte composição química, 
conforme listado na Tabela 1. 
 
Tabela 1 - Composição química aço SAE 4340 
 
ABNT – 
SAE 4340 
C 0,38-0,43% 
Mn 0,60-0,80% 
Fósforo 0,030% 
Enxofre 0,040% 
Si 0,15-0,35% 
Ni 1,65-2,00% 
Cr 0,70-090 
Mo 0,20-0,30 
 
Caracterização do corpo de prova 
 
Foram utilizadas onze amostras de aço SAE 
4340, onde foram seccionadas através de 
usinagem convencional com as dimensões de 
(∅10mmx10mm). As amostras foram identificadas 
com números de (1 à 11), e separadas para 
ensaio de dureza, que adotou-se HRC. Foi 
utilizado um durômetro digital modelo FR-3- Tech 
Corp. 
A amostra (1) não sofreu tratamento térmico, 
pois a finalidade era obter o valor da dureza do 
material adquirido, conforme listado na Tabela 2. 
 
Tabela 2 - Leitura das durezas do material 
adquirido. 
 
Leitura HRC Média 
1º 2º 3º 4º 5º 
14,1 13,7 13,7 12,8 14,0 13,66 
 
As amostras (2 à 11), foram submetidas ao 
tratamento térmico de têmpera utilizando forno 
modelo EDG 1200 com elemento resistivo e 
resfriado até a temperatura ambiente em óleo SAE 
W40, os resultados obtidos são listados conforme 
Tabela 3. 
 
Tabela 3 - Leitura das durezas do