TRATAMENTOS TERMICOS - GERAL

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TRATAMENTOS 
TÉRMICOS
TRATAMENTOS 
TÉRMICOS
Finalidade:
Alterar as microestruturas e como consequência as 
propriedades mecânicas das ligas metálicas
Objetivos:
- Remoção de tensões internas
- Aumento ou diminuição da dureza
- Aumento da resistência mecânica
- Melhora da ductilidade
- Melhora da usinabilidade
- Melhora da resistência ao desgaste
- Melhora da resistência à corrosão
- Melhora da resistência ao calor
- Melhora das propriedades elétricas e magnéticas
MATERIAL + TRATAMENTO TÉRMICO
O TRATAMENTO TÉRMICO ESTÁ 
ASSOCIADO DIRETAMENTE COM 
O TIPO DE MATERIAL.
PORTANTO, DEVE SER 
ESCOLHIDO DESDE O INÍCIO DO 
PROJETO
Fatores de Influência nos 
Tratamentos Térmicos
 Temperatura
 Tempo
 Velocidade de resfriamento
 Atmosfera*
* para evitar a oxidação ou perda de 
algum elemento químico (ex: 
descarbonetação dos aços)
Fatores de Influência nos 
Tratamentos Térmicos
 Tempo: 
O tempo de trat. térmico depende muito 
das dimensões da peça e da 
microestrutura desejada.
Quanto maior o tempo:
 maior a segurança da completa dissolução das 
fases para posterior transformação
 maior será o tamanho de grão
Tempos longos facilitam a oxidação
Fatores de Influência nos 
Tratamentos Térmicos
 Temperatura: 
depende do tipo de material e da 
transformação de fase ou microestrutura 
desejada
Fatores de Influência nos 
Tratamentos Térmicos
 Velocidade de Resfriamento: 
-Depende do tipo de material e da 
transformação de fase ou microestrutura 
desejada
- É o mais importante porque é ele que 
efetivamente determinará a 
microestrutura, além da composição 
química do material
Principais Meios de Resfriamento
 Ambiente do forno (+ brando)
 Ar
 Banho de sais ou metal fundido (+ comum 
é o de Pb)
 Óleo
 Água
 Soluções aquosas de NaOH, Na2CO3 ou 
NaCl (+ severos)
Como Escolher o Meio de 
Resfriamento ????
 É um compromisso entre:
- Obtenção das caracterísitcas finais 
desejadas (microestruturas e propriedades),
- Sem o aparecimento de fissuras e 
empenamento na peça,
- Sem a geração de grande concentração de 
tensões
PRINCIPAIS TRATAMENTOS 
TÉRMICOS
Tratamentos Térmicos
Recozimento
Normalização
Tempera 
e Revenido
Esferoidização ou 
Coalescimento
•Alívio de tensões
•Recristalização
•Homogeneização
•Total ou Pleno
•Isotérmico
Solubilização e 
envelhecimento 
1- RECOZIMENTO
Objetivos:
- Remoção de tensões internas devido aos 
tratamentos mecânicos
- Diminuir a dureza para melhorar a usinabilidade
- Alterar as propriedades mecânicas como a 
resistência e ductilidade
- Ajustar o tamanho de grão
- Melhorar as propriedades elétricas e magnéticas
- Produzir uma microestrutura definida
TIPOS DE RECOZIMENTO
Recozimento para alívio de tensões 
(qualquer liga metálica)
Recozimento para recristalização 
(qualquer liga metálica)
Recozimento para homogeneização 
(para peças fundidas)
Recozimento total ou pleno (aços)
Recozimento isotérmico ou cíclico (aços)
1.1- RECOZIMENTO PARA 
ALÍVIO DE TENSÕES
 Objetivo
Remoção de tensões internas originadas de processos 
(tratamentos mecânicos, soldagem, corte, …)
 Temperatura
Não deve ocorrer nenhuma transformação de fase
 Resfriamento
Deve-se evitar velocidades muito altas devido ao risco de 
distorções
Ex:RECOZIMENTO PARA ALÍVIO 
DE TENSÕES DOS AÇOS
 Temperatura
Abaixo da linha A1 
 em que
ocorre nenhuma 
transformação 
(600-620oC) Ou linha crítica
723 C
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA DE 
RECOZIMENTO NA RESIST. À TRAÇÃO E 
DUTILIDADE
Alívio de Tensões
(Recuperação/Recovery)
1.2- RECOZIMENTO PARA 
RECRISTALIZAÇÃO
 Objetivo 
Elimina o encruamento gerado pela deformação à frio
 Temperatura
Não deve ocorrer nenhuma transformação de fase
 Resfriamento
 Lento (ao ar ou ao forno)
1.3- RECOZIMENTO 
HOMOGENEIZAÇÃO
 Objetivo 
Melhorar a homogeneidade da microestruturade peças 
fundidas
 Temperatura
Não deve ocorrer nenhuma transformação de fase
 Resfriamento
 Lento (ao ar ou ao forno)
1.4- RECOZIMENTO TOTAL OU 
PLENO
Objetivo
Obter dureza e estrutura controlada 
para os aços
1.4- RECOZIMENTO TOTAL OU 
PLENO  Temperatura
Hipoeutetóide 50 °C 
acima da linha A3
Hipereutetóide Entre as 
linhas Acm e A1
Resfriamento
Lento (dentro do forno) 
 implica em tempo 
longo de processo 
(desvantagem)
Usado para aços

+
+Fe3C
+Fe3C
Recozimento 
total ou pleno
1.1- RECOZIMENTO TOTAL OU 
PLENO
 Constituintes Estruturais resultantes
Hipoeutetóide ferrita + perlita grosseira
Eutetóide  perlita grosseira
Hipereutetóide cementita + perlita grosseira
* A pelita grosseira é ideal para melhorar a 
usinabilidade dos aços baixo e médio carbono
* Para melhorar a usinabilidade dos aços alto 
carbono recomenda-se a esferoidização
1.5- RECOZIMENTO ISOTÉRMICO OU 
CÍCLICO
 A diferença do recozimento 
pleno está no resfriamento 
que é bem mais rápido, 
tornando-o mais prático e 
mais econômico,
 Permite obter estrutura final + 
homogênea
 Não é aplicável para peças 
de grande volume porque é 
difícil de baixar a temperatura 
do núcleo da mesma
 Esse tratamento é geralmente 
executado em banho de sais
Usado para aços
2- ESFEROIDIZAÇÃO OU 
COALESCIMENTO
ESFEROIDITA
Objetivo
Produção de uma estrutura 
globular ou esferoidal de 
carbonetos no aço
 melhora a 
usinabilidade, 
especialmente dos aços 
alto carbono
 facilita a deformação a 
frio

+
+Fe3C
+Fe3C
Esferoidização 
ou 
coalescimento
OUTRAS MANEIRAS DE PRODUZIR 
ESFEROIDIZAÇÃO OU COALESCIMENTO
 Aquecimento por tempo prolongado a uma temperatura logo 
abaixo da linha inferior da zona crítica,
 Aquecimento e resfriamentos alternados entre temperaturas 
que estão logo acima e logo abaixo da linha inferior de 
transformação.
Usada para aços
3- NORMALIZAÇÃO
Objetivos:
 Refinar o grão
 Melhorar a 
uniformidade da 
microestrutra
*** É usada antes 
da têmpera e 
revenido

+
+Fe3C
+Fe3C
3- NORMALIZAÇÃO
Temperatura
Hipoeutetóide acima da linha A3
Hipereutetóide acima da linha Acm*
*Não há formação de um invólucro de carbonetos 
frágeis devido a velocidade de refriamento ser 
maior
Resfriamento
Ao ar (calmo ou forçado)
3- NORMALIZAÇÃO
Constituintes Estruturais resultantes
Hipoeutetóide ferrita + perlita fina
Eutetóide  perlita fina
Hipereutetóide cementita + perlita fina 
* Conforme o aço pode-se obter bainita
Em relação ao recozimento a microestrutura é 
mais fina, apresenta menor quantidade e 
melhor distribuição de carbonetos
4- TÊMPERA
Objetivos:
 Obter estrutura 
matensítica que promove:
- Aumento na dureza
- Aumento na resistência à 
tração
- redução na tenacidade
*** A têmpera gera tensões 
 deve-se fazer revenido 
posteriormente
4- TÊMPERA
MARTENSITA
4- TÊMPERA
Temperatura
Superior à linha crítica (A1)
* Deve-se evitar o superaquecimento, pois 
formaria matensita acidular muito grosseira, 
de elevada fragilidade
Resfriamento
Rápido de maneira a formar 
martensíta (ver curvas TTT)
4- TÊMPERA
Meios de Resfriamento
Depende muito da composição do 
aço (% de carbono e elementos de 
liga) e da espessura da peça
TEMPERABILIDADE
 CAPACIDADE DE UM AÇO ADQUIRIR DUREZA 
POR TÊMPERA A UMA CERTA PROFUNDIDADE
 VEJA EXEMPLO COMPARATIVO DA 
TEMPERABILIDADE UM AÇO 1040 E DE UM 
AÇO 8640
 A CURVA QUE INDICA A QUEDA DE DUREZA 
EM FUNÇÃO DA PROFUNDIDADE RECEBEO 
NOME DE CURVA JOMINY QUE É OBTIDA 
POR MEIO DE ENSAIOS NORMALIZADOS
TEMPERABILIDADE
 Veja como é feito o ensaio de temperabilidade 
Jominy no site:
 www.cimm.com.br/material didático
TEMPERABILIDADE DOS AÇOS EM 
FUNÇÃO DO TEOR DE CARBONO
5- REVENIDO
*** Sempre acompanha a têmpera
Objetivos:
- Alivia ou remove tensões
- Corrige a dureza e a fragilidade, aumentando a dureza e a 
tenacidade
5- REVENIDO
Temperatura
Pode ser 
escolhida de 
acordo com 
as 
combinações 
de 
propriedades 
desejadas
5- REVENIDO
150- 230°C os carbonetos começam a precipitar
Estrutura: martensita revenida
(escura, preta)
Dureza: 65 RC 60-63 RC
230-400°C os carbonetos continuam a precipitar 
em forma globular (invisível ao microscópio)
Estrutura: TROOSTITA
Dureza: 62 RC 50 RC
5- REVENIDO
400- 500°C os carbonetos crescem em 
glóbulos, visíveis ao microscópio
Estrutura: SORBITA
Dureza: 20-45 RC
650-738°C os carbonetos formam partículas 
globulares
Estrutura: ESFEROIDITA
Dureza: <20 RC
MICROESTRUTURAS DO REVENIDO
SORBITA TROOSTITA E MARTENSITA
FRAGILIDADE DE REVENIDO
Ocorre em determinados tipos de aços quando 
aquecidos na faixa de temperatura entre 375-
475 °C ou quando resfriados lentamente nesta 
faixa.
A fragilidade ocorre mais rapidamente na faixa 
de 470-475 °C
A fragilidade só é revelada no ensaio de resist. 
ao choque, não há alteração na microestrutura.
AÇOS SUSCEPTÍVEIS À FRAGILIDADE DE 
REVENIDO
 Aços -liga de baixo teor de liga
 Aços que contém apreciáveis quantidades de Mn, Ni, Cr, Sb*, P, S
 Aços ao Cr-Ni são os mais suceptíveis ao fenômeno
*é o mais prejudicial
COMO MINIMIZAR A FRAGILIDADE DE 
REVENIDO
 Manter os teores de P abaixo de 0,005% e S menor 0,01%
 Reaquecer o aço fragilizado a uma temperatura de ~600 °C 
seguido de refriamento rápido até abaixo de 300 °C .
6- SOLUBILIZAÇÃO SEGUIDA DE 
PRECIPITAÇÃO OU ENVELHECIMENTO
 Consiste na precipitação de outra fase, 
na forma de partículas extremamente 
pequenas e uniformemente distribuídas. 
 Esta nova fase enrijece a liga. 
 Após o envelhecimento o material terá 
adquirido máxima dureza e resistência.
 O envelhecimento pode ser natural ou 
artificial.
6- Tratamento térmico de 
solubilização seguido de 
envelhecimento
Solubilização
Precipitação
Resfriamento em 
água
Chamado de 
envelhecimento que
pode ser
natural ou artificial
A ppt se dá a 
T ambiente
A ppt se dá 
acima da T 
ambiente 
por 
reaqueci-
mento
EXEMPLO: Sistema Al-Cu
A fase endurecedora das ligas Al-Cu é CuAl2 ()
Solubilização
5,65%
7- OUTROS 
TRATAMENTOS 
TÉRMICOS
TRATAMENTO SUB-ZERO
 Alguns tipos de aço, especialmente os 
alta liga, não conseguem finalizar a 
transformação de austenita em 
martensita.
O tratamento consiste no resfriamento do aço a 
temperaturas abaixo da ambiente
 Ex: Nitrogênio líquido: -170oC
Nitrogênio + álcool: -70oC
AÇO AISI 1321 cementado as linhas 
Mi e Mf são abaixadas. 
 Neste aço a formação da martensita não se finaliza, levando a se ter 
austenita residual a temperatura ambiente.
AUSTEMPERA E MARTEMPERA
 Problemas práticos no resfriamento convencional e têmpera
 A peça/ parte poderá apresentar empenamento ou 
fissuras devidos ao resfriamento não uniforme. A parte 
externa esfria mais rapidamente, transformando-se em 
martensita antes da parte interna. Durante o curto tempo 
em que as partes externa e interna estão com diferentes 
microestruturas, aparecem tensões mecânicas 
consideráveis. A região que contém a martensita é frágil e 
pode trincar.
Os tratamentos térmicos denominados de martempera e 
austempera vieram para solucionar este problema
MARTEMPERA
 O resfriamento é 
temporariamente 
interrompido, criando um 
passo isotérmico, no qual 
toda a peça atinga a 
mesma temperatura. A 
seguir o resfriamento é 
feito lentamente de forma 
que a martensita se forma 
uniformemente através da 
peça. A ductilidade é 
conseguida através de um 
revenimento final.
AUSTEMPERA
 Outra alternativa para evitar 
distorções e trincas é o 
tratamento denominado 
austêmpera, ilustrado ao lado 
 Neste processo o procedimento 
é análogo à martêmpera. 
Entretanto a fase isotérmica é 
prolongada até que ocorra a 
completa transformação em 
bainita. Como a microestrutura 
formada é mais estável 
(alfa+Fe3C), o resfriamento 
subsequente não gera 
martensita. Não existe a fase de 
reaquecimento, tornando o 
processo mais barato. 
MARTEMPERA E AUSTEMPERA
alternativas para evitar distorções e trincas
RESUMOS
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
Tratamentos Térmicos
Recozimento
Total ou Pleno
Recozimento
Isotérmico
Normalização
Tempera e 
Revenido
Resfriamento 
Lento 
(dentro do forno)
Resfriamento 
ao ar
Recozimento
Total ou Pleno
Isotérmico
Alívio de 
tensões
Recristalização
Resfriamento 
Lento 
(dentro do forno) Temperatura
Abaixo da linha A1
Não ocorre nenhuma 
transformação 
Resfriamento
Deve-se evitar 
velocidades muito 
altas devido ao risco 
de distorções
Temperatura
Abaixo da linha A1
(600-620oC)
- Resfriamento
Lento 
(ao ar ou dentro 
do forno)
**Elimina o 
encruamento 
gerado pelos 
processos de
deformação à frio