Capítulo 4 Microestrutura (4)

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MICROESTRUTURA
DIAGRAMAS 
TEMPERATURA-TEMPO-TRANSFORMAÇÃO
TRATAMENTOS TÉRMICOS
Prof. Alexandre Giacobbo
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE MATERIAIS
DISCIPLINA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS
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CAPÍTULO 4. MICROESTRUTURA
4-1 INTRODUÇÃO
4-2 CRITÉRIOS DE ANÁLISE DA MICROESTRUTURA
4-3 PROPRIEDADES ADITIVAS E INTERATIVAS
4-4 SOLUBILIDADE
4-5 FORMAÇÃO DE FASE EM SÓLIDOS
4-6 DIAGRAMAS DE FASES
4-7 DIAGRAMA FERRO-CARBONO (TTT)
4-8 TRATAMENTOS TÉRMICOS 
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= super-resfriamento
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DIAGRAMAS DE TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA
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TRANSFORMAÇÃO DE FASE EM METAIS
Fases metaestáveis podem ser formadas como um 
resultado de mudanças muito rápidas de temperatura.
A microestrutura é fortemente afetada pela taxa de 
resfriamento.
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%p B
Transformação por 
Resfriamento contínuo
TRC
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Perlita fina
Perlita grosseira
Bainita inferior
As transformações perlíticas e bainíticas são concorrentes. Uma vez que uma dada 
fração de uma liga tenha se transformado em perlita ou bainita, a transformação no 
outro microconstituinte não será possível sem que haja um reaquecimento para 
formar austenita.
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Martensita
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Grãos em formato de agulhas representam a martensita.
As regiões em branco representam a austenita que não se 
transformou durante o resfriamento rápido.
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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
T= taxa de resfriamento crítica
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RESUMINDO
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TRATAMENTOS TÉRMICOS
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TRATAMENTOS TÉRMICOS
 Finalidade:
Alterar as microestruturas e 
como consequência as 
propriedades mecânicas das 
ligas metálicas
- Composição química;
- Estrutura cristalina;
- Histórico de processamento;
- Tratamentos térmicos realizados.
As propriedades mecânicas de um aço 
dependem de:
mamiefilhalinda
Realce
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Metais diferentes respondem ao tratamento em diferentes
temperaturas. Cada metal tem uma composição química
específica, portanto, alterações nas propriedades físicas e
estruturais ocorrem em diferentes temperaturas críticas. Mesmo
pequenas porcentagens de elementos na composição do metal,
como carbono, determinam a temperatura, tempo, método e taxa
de resfriamento que devem ser usados no processo do tratamento
térmico.
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Dependendo do tratamento térmico utilizado, a estrutura atômica
e/ou microestrutura de um material podem mudar devido:
• movimento de discordâncias;
• aumento ou diminuição na solubilidade de átomos;
• aumento no tamanho do grão;
• formação de novos grãos na mesma fase ou em diferentes fases;
• mudança na estrutura de cristalização, etc.
mamiefilhalinda
Realce
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OBJETIVOS DOS TRATAMENTOS 
TÉRMICOS
- Remoção de tensões internas
- Aumento ou diminuição da dureza
- Aumento da resistência mecânica
- Melhoria da ductilidade
- Melhoria da usinabilidade
- Melhoria da resistência ao desgaste
- Melhoria da resistência à corrosão
- Melhoria da resistência ao calor
- Melhoria das propriedades elétricas e 
magnéticas
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mamiefilhalinda
Realce
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PRINCIPAIS TRATAMENTOS
 Recozimento pleno
 Recozimento subcrítico (intermediário)
 Normalização
 Têmpera
 Revenido ou revenimento
 Tratamento por precipitação
Temperatura 
de trabalho
Têmpera
Normalização
Recozimento
Revenido
Tempo
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mamiefilhalinda
Realce
mamiefilhalinda
Nota
usinabilidade: É a facilidade com que o material pode ser cortado, torneado, fresado ou furado sem prejuízo de suas propriedades mecânicas.
mamiefilhalinda
Nota
Recozimento é um processos de tratamento térmicos dos aços. O processo se da pelo aquecimento das peças, e o tempo em temperatura é calculado em função do tamanho da peça ou do lote, e o resfriamento em velocidades e condições adversas. 
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mamiefilhalinda
Nota
tipo resfriamento, controle da temperatura
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Cementita globulizada
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NORMALIZAÇÃO
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Micrografias mostrando vários 
estágios da recristalização e do 
crescimento de grãos de latão.
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Temperatura 
de trabalho
Têmpera
Normalização
Recozimento
Revenido
Tempo
REVENIDO
O REVENIDO é um tratamento que segue imediatamente após a
têmpera. É feito um resfriamento, seguido de elevação da temperatura
(abaixo da temperatura de têmpera) por 2 h e, por fim, procede-se ao
resfriamento lento.
Tem por objetivo estabilizar o material e ajustar à dureza de uso.
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• Esquema do comportamento de
corpos de prova de aço no
ensaio de tração, em função do
tratamento térmico.
• Efeito da temperatura de
revenido num aço com 0,5% C,
temperado em água.
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Fatores de influência nos Tratamentos Térmicos
• Temperatura aquecimento
• Tempo aquecimento
• Velocidade de resfriamento
• Atmosfera*
* no caso dos aços para evitar a oxidação e descarbonetação
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Aço 1040 = aço comum ao carbono com teor de carbono de 0,4%.
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Perlite
(α + Fe3C) + uma 
fase pró-eutetoide
Bainite
(fases α + Fe3C) 
Martensite
(fases TCC) 
Sem difusão
Martensite
Revenida
(fases α + Fe3C) 
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REFERÊNCIAS
CALLISTER, W. D. Ciência e Engenharia de Materiais, 
5ª edição, LTC Editora, 2002. (Cap.10 Transformações de fases 
em metais e Cap. 11 Processamento térmico de ligas metálicas)