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I) Lista de questões para 1º avaliação da disciplina de Tratamentos Térmicos.
Aula 1 – Fundamentos de Tratamento Térmico.
Defina Tratamento Térmico.
Tratamento Térmico de um metal ou liga é um processo tecnológico, e inclui operações controladas de aquecimento e resfriamento, conduzidas com o objetivo de alterar a microestrutura do metal ou liga, e que, resultam na obtenção das propriedades requeridas. 
Qual é a base mais importante para o tratamento térmico das ligas ferrosas? E qual sua relação com os diagramas de fase destas ligas?
A transformação da Austenita (Fe-g, Fe CFC) das Ligas Ferrosas (Aços e Ferros Fundidos) em outras fases e microestruturas é uma das bases mais importantes do tratamento térmico destas ligas.
A relação é que nem todas as fases e microestruturas originadas a partir da transformação da austenita aparecem no diagrama de fase. Isso ocorre porque essas fases e microconstituintes são metaestáveis e não estão em equilíbrio.
3) Explique qual são os principais fatores que afetam as transformações de fases das
ligas ferrosas.
Porcentagem de carbono, formas e taxas de resfriamento, presença de elementos de liga e temperatura, tempo de permanência em uma determinada temperatura.
4) Descreva as principais fases que podem ser obtidas a partir da transformação da Austenita. Descreva a estrutura cristalina, a taxa de resfriamento adequada para sua obtenção em termos comparativos e cite suas principais propriedades mecânicas.
Ferrita alotriomórfica, Ferrita de Widmanstätten, Perlita (Ferrita + Cementita) em colônias, Bainita (Ferrita + Cementita) em placas, Martensita e Martensita revenida.
Ferrita alotriomórfica se forma em uma ampla faixa de temperaturas no campo gama.
Ferrita de Widmanstätten ocorre em temperaturas abaixo da ferrita alotriomórfica.
Perlita -> Taxa de resfriamento lenta (540C – 727C).
Bainita -> Taxa de resfriamento rápida (215C – 540C).
Martensita -> Taxa de resfriamento muito rápida.
Propriedades mecânicas:
Ferrita: muito dúctil, mole e com resistência relativamente baixa.
Perlita: apresenta, na media, as melhores propriedades. A resistência mecânica aumenta desde que a taxa de cementita não ultrapasse a do eutetóide.
Bainita: é, em geral, mais resistente e mais dura que os aços perlíticos.
Martensita: fase de alta dureza e resistência mecânica (depende da %C).
Martensita revenida: pode ser quase tão dura e resistente quanto a martensita, porém com uma ductilidade e uma tenacidade melhoradas.
5) Em que tipo de aços se encontra a ferrita alotriomórfica? E em que regiões ela
preferencialmente se forma?
Podemos encontrar ferrita alotriomórfica em aços com baixos teores de carbono. Encontramos tambem em Aços Fe-C-Si-Mn
Ferrita alotriomórfica (alotromorfa) se forma em uma ampla faixa de temperaturas no campo g-a. 
A nucleação desta fase ocorre inicialmente paralelamente ao contorno de grão austenítico.
 Na ferrita idiomorfa a nucleação ocorre sem o contado com o contorno de grão austenítico. 
 A nucleação tende a ser heterogênea normalmente em uma inclusão não metálica.
6) Quais são os tipos de ferrita Widmanstätten? E em regiões ela preferencialmente se
forma?
A Ferrita Widmanstätten tem morfologia de placas laterais. A formação da Ferrita Widmanstätten ocorre a temperaturas abaixo da ferrita alotriomórfica. A nucleação da Ferrita Widmanstätten primária ocorre no contorno de grão austenítico. A nucleação da Ferrita Widmanstätten secundária ocorre a partir da ferrita alotriomórfica. Está presente em Aços Fe-C-Mn 
7) O que é Perlita? Descreva sua morfologia. Por que o diagrama de fase pode ser
utilizado no cálculo de seus componentes? Qual a relação dos tipos de perlita (grossa,
média e fina) com suas propriedades mecânicas (dureza)?
 Perlita é uma microestrutura em colônias formada por uma mistura lamelar de ferrita e cementita. A Perlita se forma a partir da austenita em regiões onde preexiste ferrita alotriomórfica (interface de alta energia) O espaçamento das lamelas diminui com a redução da temperatura de transformação. A formação de perlita pode ser adequadamente prevista pelo diagrama de equilíbrio Fe-C e calculada pela regra da alavanca.....
8) O que é Bainita? Descreva as morfologias da bainita inferior e superior? Qual a
relação dos tipos de bainita (superior e inferior) com suas propriedades mecânicas
(dureza e tenacidade)?
A microestrutura bainita é constituída por um agregado de placas (ripas) de ferrita com carbonetos separada por filme fino de austenita, martensita ou cementita. As ripas de ferrita formam feixes. A transformação bainítica ocorre abaixo da reação perlítica e acima da transformação martensítica. A bainita pode ser superior formada a temperaturas acima de 350º C e a bainita inferior formada a temperaturas abaixo de 350º C.
 Fe3C é o carboneto na bainita superior.
 Fe2,4C (e) é o carboneto na bainita inferior.....
Aula 1 – Fundamentos de Tratamento Térmico
9) O que é Martensita? Explique a diferença do mecanismo de formação da martensita em relação a perlita e bainita. Quais são as principais propriedades mecânicas (dureza e tenacidade, resistência mecânica) apresentadas por esta fase?
A martensita é formada pelo rápido resfriamento da austenita. Nestas condições a decomposição da austenita em ferrita e cementita é inibida. A formação de martensita ocorre por cisalhamento de planos e não por difusão como na perlita. A transformação ocorre instantaneamente a partir do momento que a temperatura de Mi é atingida.
Martensita é uma fase metaestável composta por ferro que está supersaturada com carbono e que é o produto de uma transformação sem difusão (atérmica - Independe do tempo, é função apenas da temperatura[velocidade de resfriamento] para a qual a liga é resfriada rapidamente ou temperada) da austenita. Na martensita a velocidade de resfriamento é alta, enquanto a da bainita é intermediaria e na perlita ocorre de forma lenta. É formada quando ligas ferro - carbono austenitizadas são resfriadas rapidamente (como no tratamento térmico de têmpera). É uma estrutura monofásica (TCC), tetragonal de corpo centrado, porque se encontra em equilíbrio, resultante de uma transformação sem difusão da austenita. A dureza da martensita depende do teor de carbono e dos elementos de liga do aço, sendo que um maior teor de carbono resultará em uma martensita de maior dureza. A martensita é uma fase de alta dureza e resistência mecânica (depende % C), mas possui uma baixa tenacidade e resiliencia.
10) Explique a importância do carbono nas propriedades mecânicas da martensita com base na equação c/a = 1 + 0,045.(%C). Um aço com elementos de liga na proporção adequada, mas sem carbono pode formar martensita? Se sim, qual a dureza desta martensita formada? 
A tetragonalidade da estrutura é caracterizada pela relação entre eixos c/a e aumenta com o teor de carbono do aço. 
c/a = 1 + 0,045%C
Pela equação anterior, observa-se que para 0%C, c = a, ou seja, a estrutura seria CCC. Ocorre, então, uma distorção na estrutura CCC para virar TCC. O carbono expande o ferro CFC uniformemente, mas no CCC, a maior expansão ocorre no eixo c, formando uma estrutura tetragonal.
Não se pode formar martensita sem uma porcentagem mínima (x) de carbono. Para aços com menos de 0,25%p C, a taxa de resfriamento para a obtenção de 100% de martensita é muito alta para ser praticada.
11) O que é martensita revenida? Qual a diferença entre as propriedades mecânicas da martensita em relação a martensita revenida? 
	A martensita revenida é obtida por um aquecimento realizado após a formação da martensita para promover o alívio das tensões. O aquecimento de um aço temperado de 250 até 750ºC para deixar a difusão ocorrer e formar a martensita revenida.
12) Cite e explique as quatro fases do revenido. 
No 1º estágio do revenido (100-200ºC). Ocorre a formação de carbeto ε(Fe2,4C) a partir da martensita. martensita. A martensita neste estágio encontra-se supersaturada e pode sofrermais decomposição com aquecimento a temperaturas mais elevadas.
No 2º estágio do revenido (200-350ºC). Ocorre a decomposição da austenita retida em ferrita e cementita. A eliminação da austenita retida é importante para preservar a tenacidade, pois sob tensão a austenita retida se transforma em martensita.
No 3º estágio do revenido (250-750ºC). A cementita precipita dentro da martensita. Com a formação da cementita o carbono é removido da solução sólida e a tetragonalidade da martensita é perdida.
No 4º estágio do revenido (acima de 700ºC). As altas temperaturas levam a formação de carbetos estáveis de elementos de liga como carbetos estáveis de elementos de liga como M7C3 e M23C6. Nos aços com Cr, V, Mo e Ti estes carbetos estão associados com aumento de dureza é o chamado endurecimento secundário. A precipitação destes carbetos leva dissolução da cementita.
13) Qual a importância dos elementos de liga dos aços e ferros fundidos no tratamento térmico? Explique. 
Os elementos de liga dos aços podem divididos em 2 grupos:
 Elementos que expandem o campo austenítico (γ) como: Ni, Co, Mn, Cu, C e N. Estabilizadores da austenita.
 Elementos que encolhem o campo austenítico (γ) como: Si, Cr, W, Mo, P, Al, Sn, Sb, As, Zr, Nb, B, S e Ce. Estabilizadores da ferrita.
Outra divisão considera a interação dos elementos de liga com o carbono dos aços: 
Elementos formam carbonetos: Mn, Cr, Mo, W, V, Nb, Ti e Zr. Em baixas concentrações estão em solução sólida cementita. Em altas concentrações formam carbonetos estáveis. O Mn só se dissolve na cementita.
 Elementos que não formam carbonetos e encontram-se na matriz: Ni, Co, Cu, Si, P e Al.
14) Quais elementos estão sempre presentes em qualquer tipo de aço? Quais são os principais elementos deletérios? E os principais elementos de liga? 
Os elementos presentes em qualquer tipo de aço são: Mn, Si, P, S.
Os principais elementos de liga nos aços são: Cr, Al, Ni, V, Mo, W, Co, B, Cu, Mn, Si, P, S.
Os principais deletéricos do aço são: S, Sb.
15) Quais são as principais classificações dos aços? Quais são as principais normas de aços?
Alguns dos aços mais comuns são classificados de acordo com a sua concentração de carbono, quais sejam, os tipos com baixo, médio e elevado teor de C.
Normas: AISI, SAE, ASTM, NBR.
Classificação:
1) Composição química;
2) Propriedades mecânicas;
3) Microestrutura.
Aula 2 – Diagramas TTT e CCT
16) Quais são as principais temperaturas de transformação e como são representadas? 
Accm - Aço hipereutetóide. Transformação cementita em austenita é completada.
Ac1 - Temperatura de início de formação austenita (aquecimento).
Ac3 - Aço hipoeutetóide. Transformação ferrita-α em austenita é completada.
Aecm, Ae1, Ae3 - Temperaturas mudança fase no equilíbrio.
Arcm - Aço hipereutetóide. Temperatura de início de precipitação cementita.
Ar4 - Ferrita-δ se transforma em austenita.
Ar3 - Aço hipoeutetóide. Austenita inicia a transformação em ferrita-α.
Ar1 - Transformação austenita em ferrita-α ou ferrita-α mais cementita é completada.
Mi - Início de Transformação Martensítica.
Mf - Final de Transformação Martensítica.
17) Que aspectos são descritos nos diagramas de transformação? Explique. 
Os aspectos cinéticos da transformação de fase são tão importantes quanto os diagramas de equilíbrio para o tratamento térmico dos dos aços.
 Pode-se determinar o que acontece durante as transformações de fase com os diagramas de transformação.
18) Explique como os diagramas de transformação são obtidos. 
Os diagramas de transformação são obtidos através de um dilatômetro, pois quando tem-se mudança de fase, temos mudança de volume. Ao aquecer o elemento, o diagrama traça um gráfico da temperatura e do alongamento VS tempoe então fazfaz uma comparação com algum elemento programado, então através do quanto dilatou são construídos gráficos para materiais de mesma composição.
19) Quais são as principais características dos diagramas isotérmicos? Cite e explique a utilização de cada um dos dois tipos de diagramas. 
Mostra o acontece com aço, quando é mantido um período de tempo a uma temperatura constante.
 Tempo em escala log (eixo x) e Temperatura escala normal (eixo y).
 Determinados por metalografia de pequenas amostras ou por dilatometria. Início de Transformação (1%) e fim (99%). Diagramas (ITh) e (TTT).
Diagramas Isotérmicos (ITh)
Redução de volume no aquecimento da perlita, ou martensita revenida para austenita. Abaixo de Ac1, sem austenita. Entre Ac1 e Ac3, ferrita e c1 c1 c3 austenita. Acima de Ac3 apenas austenita. Menos utilizados que os Diagramas (TTT). 
Usuais em processos de aquecimento rápido, têmpera por indução ou a Laser. Taxas elevadas de aquecimento são necessárias para obter um diagrama (ITh) verdadeiro.
Diagramas Isotérmicos (TTT)
Diagrama inicia a alta temperatura com austenita homogeneizada. Com um rápido resfriamento a temperatura desejada de tratamento.
 Aumento de volume no resfriamento (dilatometria). Acima de Ac3 não ocorre transformações. Entre Ac3 e Ac1 somente a ferrita se forma. 
 Diagramas tem formato de “C”. Alta temperatura descrevem a formação Perlita. Baixa temperatura descrevem a formação Bainita.
20) Quais são as principais características dos diagramas contínuos? Cite e explique a utilização de cada um dos dois tipos de diagramas.
Em termos práticos o aquecimento e o resfriamento de modo isotérmico são menos comuns que o aquecimento e o resfriamento de modo contínuo.
 A aplicação de taxas constantes de aquecimento e resfriamento são mais consistentes com a prática dos tratamentos térmicos. Diagramas (CHT) e (CCT).
Diagrama de Aquecimento Contínuo (CHT)
Os diagramas de aquecimento contínuo apresentam uma defasagem em relação aos isotérmicos, a qual aumenta com oi aumento da taxa de aquecimento.
 Usuais em processos de aquecimento rápido, têmpera por indução ou a Laser. A principal questão destes diagramas é determinar a temperatura necessária para obter austenita homogênea, sem causar superaquecimento.
(crescimento de grão austenítico)
Diagrama de Resfriamento Contínuo (CCT)
Usos de taxa de resfriamento contínuo são comuns na atividade experimental. Embora este regime raramente ocorra em situações práticas.
 Existem diagramas que representam curvas de resfriamento natural. (Seguem lei de Newton do resfriamento). Estas curvas simulam o resfriamento em componentes de grande espessura. Diagramas (CCT) mais próximos das situações reais de tratamento térmico.
Taxas Críticas de Resfriamento para obtenção das microestruturas desejadas. Durezas limites para cada taxa de resfriamento. Muito importante no desenvolvimento prático do tratamento térmico.
21) O que é temperabilidade? Como pode ser determinada nos diagramas TTT e CCT? Explique. Quais ensaios são utilizados na sua determinação? Explique os dois principais ensaios. 
É definida como a capacidade de uma liga ferrosa adquirir dureza após austenitização e têmpera. 
Esta definição geral inclui duas subdefinições: 
1) Capacidade de atingir um nível de dureza determinado (em alemão: Aufhärtbarkeit) 
2) Distribuição da dureza ao longo de uma seção transversal (em alemão: Einhärtbarkeit ).
Existem dois tipos de ensaios para determinar a temperabilidade, o ensaio de Grossmann (barras cilíndricas) e o ensaio de jominy (extremidade temperada).
Ensaio de Grossmann:
Utiliza uma série de barras de aço cilíndricas de diâmetros diferentes endurecidos em um dado meio de resfriamento. Após a Têmpera o centro da secção de cada barra é examinando metalograficamente. A barra com 50% de martensita no centro é selecionada, o diâmetro dessa barra é denominado de Diâmetro Crítico (Dcrit).
O valor da dureza correspondente a 50% de martensita, e será determinado exatamente no centro da barra de Dcrit. Barras com diâmetros menores que Dcrit têm mais de 50% de martensita no centro da seção transversal e valores de dureza mais elevados. Barras com diâmetros maiores do que Dcrit atingem 50%de martensita só até uma certa profundidade.
Ensaio de Jominy:
O ensaio de temperabilidade de extremidade temperada desenvolvida por Jominy e Boegehold é normalmente referido como o Ensaio Jominy. É usado em todo o mundo, descrito em muitas normas nacionais (ASTM A 255; NBR 6339), e está disponível como um padrão internacional.
O Ensaio Jominy apresenta as seguintes vantagens:
1. Ele caracteriza a temperabilidade de um aço a partir de um único corpo de prova, permitindo uma ampla faixa de taxas de resfriamento durante um único ensaio.
2. É razoavelmente reprodutível.
22) Qual a influência dos elementos de liga sobre a temperabilidade? Explique.
A tendência de aumento da dureza da martensita é......... por inúmeros de liga, devido à formação de carbonato completo. Quanto mais elementos de liga, ocorre.......... na transformação da austenita e desloca o gráfico para a direita, o que fornece a temperabilidade e a........... do cobalto.
Aula 3 – Tratamentos Isotérmicos.
23) Quais são os diagramas de transformação utilizados na realização dos tratamentos isotérmicos? Quais são os principais tratamentos isotérmicos?
Os processos de tratamentos isotérmicos são realizados a temperatura constante e utilizam os diagramas de transformações isotérmicas (TTT)
Os principais tratamentos isotérmicos são: Recozimento Isotérmico, Austempera, Martempera.
24) O que é Recozimento Isotérmico? Descreva as etapas e desenhe um ciclo de
tratamento no diagrama apropriado. 
Recozimento isotérmico consiste na austenitizaçao seguida de um rápido resfriamento a temperaturas de formação da perlita, mantendo tempo suficiente para completar a transformação, seguida de um resfriamento a temperatura ambiente. 
A temperatura de austenitização deve ser suficiente para dissolver todos os carbonetos e homogeneizar a austenita.
A taxa de resfriamento da temperatura de austenitização até a temperatura de tratamento deve ser da ordem de 20 a 40 K.min-1.
25) Quais são as principais aplicações deste tipo de tratamento térmico? Quais são as
principais características da microestrutura obtida com este tratamento?
A principal aplicação industrial do Recozimento Isotérmico é melhorar a Usinabilidade dos Aços.
Redução de dureza, aumento de tenacidade e ductilidade são características obtidas com este tratamento.
O recozimento isotérmico é mais efetivo que o recozimento contínuo na obtenção de uma microestrutura recozida adequada.
As principais características da microestrutura são:
Alta proporção de ferrita; Colônias de perlita distribuídas uniformemente; Colônias de perlita com lamelas finas e curtas. Grãos grandes de ferrita.
26) O que é Austêmpera? Descreva as etapas e desenhe um ciclo de tratamento no
diagrama apropriado. 
Austêmpera é o termo usado para descrever a transformação isotérmica de ligas ferrosas abaixo da formação da perlita e acima da formação da martensita. A Transformação isotérmica da Bainita.
Nos ferros fundidos (nodulares) é o tratamento que promove os maiores valores de resistência mecânica.
Deve se Aquecer a temperatura de austenitização normalmente na faixa de 790 a 915°C.
Resfriar em um banho (sal fundido) a uma temperatura constante, normalmente na faixa de 260 a 400 °C.
Manter no banho até a transformação isotérmica em bainita terminar.
Resfriar a temperatura ambiente.
27) Quais são as principais aplicações deste tipo de tratamento térmico? Quais são as
principais características das microestruturas obtidas com este tratamento?
A Austempera aplica-se em aços de temperabilidade relativamente elevada, como os que contem carbono acima de 0,50% ou com carbono mais baixo, porém manganês mais elevado ou com a presença de elementos de liga.
A Austêmpera não apresenta bons resultados em peças de grandes dimensões. Não convém, em outras palavras, que a secção das peças a serem austemperadas seja maior que 5mm, no caso de aço-carbono; no caso de aço-liga, pode-se admitir seções até 25 mm.
Como as principais características da microestrutura podemos mencionar: 
Aumento da ductilidade, tenacidade, e resistência para uma mesma dureza.
Redução da distorção, o que resulta em menor tempo de usinagem, tempo de inspeção e menor refugo.
Pouco tempo para completar ciclo de tratamento com dureza na faixa de 35 to 55 HRC resultando em economia de energia.
28) Com o tratamento de austêmpera é possível obter propriedades distintas conforme a temperatura de tratamento. Explique por que isso ocorre.
A temperatura é um parâmetro que tem grande influência nas propriedades obtidas no final do processo de austêmpera. São utilizados valores entre 215C e 400C. A escolha da temperatura depende das propriedades desejadas.
Para altas temperaturas de austêmpera a microestrutura resultante é grosseira, com grande quantidade de austenita retida, o que garante boa ductilidade e boas propriedades mecânicas. Já para temperaturas mais baixas a microestrutura é mais refinada, com menos austenita, apresentando boa resistência mecânica ao desgaste.
29) O que é Martêmpera? Descreva as etapas e desenhe um ciclo de tratamento no
diagrama apropriado.
Martêmpera é o termo usado para descrever um resfriamento interrompido (antes de Mi) a partir da temperatura de austenitização.
O propósito de atrasar o resfriamento acima da linha de início de transformação martensítica e dar tempo para equalizar a temperatura ao longo da peça.
Resfriamento a partir da temperatura de austenitização em um fluido quente (óleo, sal fundido, metal fundido) a uma temperatura acima do início de transformação martensítica.
Manter no meio de resfriamento até homogeneizar a temperatura da peça em toda seção. Resfriar (ao ar) a moderadas taxas para prevenir grandes diferenças de temperatura entre a parte externa e o centro da peça.
30) Quais são as principais aplicações deste tipo de tratamento térmico? Quais são as
principais características da microestrutura obtidas com este tratamento? Qual a
diferença da martêmpera para têmpera?
Os aços-liga são as matérias que mais se prestam a esse tipo de tratamento e, como na austempera, a seção das peças é uma variável importante.
Redução da tensão residual e das distorções resultantes do tratamento devido a redução do gradiente entre a superfície e o centro.
Martêmpera reduz ou elimina a suscetibilidade a trincas.
Controle da decarbonetação da superfície do aço.
A diferença da Martempera para a Tempera, é que a Martempera ao chegar na linha Mi de inicio da formação da martensita, o resfriamento é atrasado, de modo a que esta se forme mais lentamente. 
Outra diferença é que para um mesmo material com dureza igual, a Martempera tem maior capacidade de absorver energia, resultado do alívio de tensões.
31) Qual a importância dos elementos de liga para a martêmpera? Todos os aços podem ser martemperados? Explique.
A martêmpera é indicada para aços com alta temperabilidade, assim como elementos de liga favorecem a temperabilidade, pois deslocam o gráfico TTT para a direita, aumentando o tempo de transformação da austenita, eles se tornam de grande importância para esse TT.
32) Quais são os tratamentos isotérmicos que são realizados sem
austenitização?(considere a esferoidização nesta categoria).
Realizados em temperatura constante, sem austenitização.
Não ocorre mudança de fase, apenas mudança na morfologia dos micro-constituintes. 
Nesta categoria enquadram-se os tratamentos:
Alívio de Tensões. (Recozimento para Alívio de Tensões).
Recristalização. (Recozimento Subcrítico).
Esferoidização.
33) O que é o tratamento térmico de Alívio de Tensões? Descreva as etapas deste
tratamento. Em que situações é aplicado?
Alívio de Tensões é o tratamento térmico realizado abaixo de AC1, com resfriamento lento com o objetivo de reduzir as tensões internas dos componentes, sem provocar mudanças intencionais na estrutura ou nas propriedades mecânicas. 
Este processo também é denominado de recozimento para alívio de tensões.Nos Aços o alivio de tensões é feito antes de começar a usar a peça (usinagem). Nos ferros fundidos, se faz após a fundição antes do processo de usinagem final.
34) Quais são as principais causas e efeitos gerados pelas tensões internas? Explique o mecanismo pelo qual a tensão é aliviada pelo tratamento térmico.
As principais causas de tensão interna são geradas pelo Processamento metalúrgico/ mecânico. Como o que ocorre nas operações de conformação a frio, na soldagem, na usinagem pesada, em peças fundidas, e em outros processos de fabricação que envolvem variação de temperatura e aplicação de força, sem recuperação ou recristalização.
Efeitos: As tensões internas têm muitos efeitos danosos sobre um componente mecânico em processamento tais como:
Mudanças dimensionais e empenamento.
Formação de trincas macro e microscópicas.
Rotação assimétrica de eixos.
Redução da resistência a fadiga em componentes. 
A redução da tensão residual só ocorre com a deformação plástica, portanto é necessário reduzir a tensão de escoamento para poder se aliviar tensão residual. O aumento da temperatura faz com que diminua a tensão de escoamento.
35) Qual o efeito do tempo e da temperatura no tratamento de alívio de tensões?
No alivio de tensões o aumento da temperatura serve para baixar a tensão de escoamento, é um efeito mecânico, aumenta a temperatura, abaixa a resistência. E segue para a conformação 
O tempo de permanência na temperatura de tratamento tem efeito sobre o resultado da redução de tensões internas. 
O efeito da temperatura é mais marcante. Ou seja temperatura mais elevada menor tempo.
36) O que é o tratamento térmico de Recozimento Subcrítico? Em que situações é recomendado? Descreva as etapas deste tratamento.
Recristalização ou Recozimento Subcrítico é o tratamento térmico realizado acima das temperaturas de recristalização de um material deformado a frio, sem mudanças de fase, o objetivo é recuperar as propriedades e mudar a estrutura após a deformação a frio (laminação a frio, estampagem profunda, trefilação). 
O pré-requisito para a realização do tratamento de recristalização é um grau de deformação a frio suficiente para servir de núcleos para os novos grãos que serão obtidos no processo. O processo de recristalização envolve os seguintes fenômenos: recuperação, poligonalização, recristalização e crescimento de grão. 
37) Quais são os principais parâmetros tecnológicos que influenciam este tipo de
tratamento? 
Os parâmetros tecnológicos que influenciam a recristalização e as propriedades do material após a recristalização são: 
Parâmetros Dependentes do Material: Composição Química. Estrutura Inicial (Grau de deformação).
Parâmetros Dependentes do Processo: Temperatura e Tempo de Tratamento, Taxa de Aquecimento e Resfriamento
38) Explique que condições podem levar ao crescimento de grão durante este
tratamento? E proponha uma forma de controlar este efeito, explique-a. 
Se a quantidade de trabalho a frio não é suficiente para possibilitar a recristalização, o decréscimo da resistência pode levar a movimentação dos contornos de grão, o que leva o crescimento dos grãos. Existe uma quantidade crítica de deformação a frio que leva a um crescimento súbito no tamanho de grão. Em um material com o grau de deformação a frio entre 10 e 20% é nocivo porque há um súbito crescimento de grão que prejudica a resistência do material. Para controlarmos esse efeito súbito de crescimento de grão basta fazer uma deformação a frio abaixo de 10% ou maior do que 35, 40 %.
39) O que é o tratamento térmico de Esferoidização? Em que situações é aplicado?
Descreva as microestruturas e propriedades obtidas com este tratamento. 
Esferoidização é o processo de recozimento que ocorre a temperaturas próximas de AC1, que tem como objetivo obter uma estrutura de carbonetos esferoidizados (80-90%) numa matriz ferrítica. 
Uma estrutura esferiodizada é a menor dureza que podemos encontrar em um aço. É um processo lento que varia entre 20 e 40 horas. 
A microestrutura muda de lamelas p/ esferas.
Esse tratamento é aplicado em aços com grande teor de carbono (que possuem elevada dureza), que após esferoidizados, esses aços, ficam mais dúcteis, com uma boa usinabilidade e conformação (Aços rápido). 
Ciclos de Tratamento de Esferoidização: 
Tratamento 20ºC abaixo de AC1, para aços carbono e aços ligados com estrutura bainítica e martensítica.
Tratamento inicia 10º C acima de AC1 e termina 30 ºC abaixo de AC1, Aços ligados.
Tratamento Oscilante ± 5º C em torno de AC1, para aços hipereutetóides.
40) Represente graficamente os 3 principais ciclos de tratamento de esferoidização.
Aula 4 – Tratamentos Contínuos e Termomecânicos. 
41) Quais são os diagramas de transformação utilizados na realização dos tratamentos contínuos? Quais são os principais tratamentos contínuos?
Realizados sob condições de variação de temperatura ao longo do tempo utilizam os diagramas de transformação contínua (CCT).
Os principais tratamentos contínuos são:
Recozimento Contínuo.
Normalização.
Têmpera e Revenido.
42) O que é o tratamento térmico de recozimento contínuo? Quais são as etapas deste
tratamento? Onde é aplicado? 
Recozimento Contínuo de Chapas consiste na obtenção de uma microestrutura de ferrita recristalizada após a deformação a frio de chapas de aço.
Inicialmente o aço é desbobinado e sofre uma limpeza química e eletrolítica. Em seguida é aquecido rapidamente a temperaturas entre 675 a 850 ºC. E mantido nesta temperatura por um tempo em torno de um minuto.
O resfriamento é realizado imediatamente com um jato de gás a taxas de 10 ºC.s-1.
No estágio de superenvelhecimento (revenido) (400ºC) a concentração de carbono dissolvido na ferrita é reduzida para aumentar a ductilidade.
A microestrutura é composta por ferrita e perlita.
Esse processo so é realizado quando se processa aço para fabricação de chapas. Tem uma taxa de resfriamento lenta, porque é resfriado dentro do forno.
43) O que é o tratamento térmico de Normalização? Em que situações é aplicado?
Descreva as microestruturas e propriedades obtidas com este tratamento. 
Normalização é o termo usado para descrever a transformação contínua de ligas ferrosas austenitizadas e resfriadas ao ar, com a finalidade de obter uma microestrutura composta de perlita e ferrita uniforme e finamente distribuída e homogenizadas.
Possui a mesma microestrutura do recozimento continuo porem, como o resfriamento é mais rápido,a taxa de resfriamento é diferente, obtém uma perlita mais fina que aumenta a dureza.
Este tratamento é aplicado principalmente em aços hipoeutetóides, não ligados ou de baixa liga. Porque aços de baixa temperabilidade não endurecem ao ar.
44) Explique por que a normalização é recomendada (praticamente obrigatória) em aços fundidos.
Aços fundidos que não tenham alta temperabilidade, que são hipoeutetóides, e que resfriam lentamente, ocorre crescimento acentuado do crescimento de grão. Tem uma mistura de grãos com crescimento colunar e crescimento dentritico, portanto para homogeneizar/eliminar essa microestrutura indefinida (composta por crescimento colunar e dentritico) desse aço fundido é feito a normalização. 
45) Quais as principais vantagens obtidas com o tratamento de normalização? 
A principal aplicação do tratamento de normalização é promover o refino de grão de microestruturas de componentes processados térmico e mecanicamente.
Seus objetivos são: remover tensões devidas a tratamentos térmicos, diminuir a dureza, aumentar a ductibilidade, obter uma granulação fina, e, portanto, com melhores propriedades mecânicas. 
Aços forjados e soldados, onde a manutenção a alta temperatura promove o crescimento de grão.
46) O que é o tratamento térmico de têmpera? Por que o revenido deve ser realizado em conjunto com a têmpera?
Têmpera é o termo usado para descrever o resfriamento rápido a partir da temperatura de austenitização, com a finalidade de cruzara linha Mf (se possível). Um aquecimento posterior ao tratamento de Têmpera denominado de Revenido é imperativo para garantir a tenacidade dos componentes temperados. O estado de altas tensões, a distorção do reticulado e a dureza extremamente elevada da martensita constituem inconvenientes que devem ser atenuados ou corrigidos, por isso se faz um revenido após a tempera.
47) Quais as principais propriedades obtidas com tratamento de têmpera e revenido? 
O objetivo fundamental da tempera nas ligas é obter uma estrutura martensitica. As principais vantagens são: 
Aumento de resistência mecânica, proporcionando economia de material na confecção de componentes mecânicos.
Aumento dureza, o que proporciona maior resistência ao desgaste.
A seleção de uma temperatura adequada de revenido proporciona uma combinação adequada de tenacidade e resistência mecânica.
48) Explique o efeito do carbono sobre a dureza obtida na têmpera? Por que um aço
com 1,2%C pode apresentar uma dureza menor que um com 0,5%C após têmpera e
revenido na mesma temperatura?
O carbono é responsável pela dureza da martensita, a dureza depende da %C pela influência que o carbono exerce sobre a estrutura de ferro, devido à formação de carbonetos complexos. 
Pois pode haver austenita retida.
1,2%C -> Austenita retida.
49) Por que é importante avaliar o meio de resfriamento na realização da têmpera? Qual o principal parâmetro para controle desta característica?
A velocidade de resfriamento deve ser tal que a curva de resfriamento pelo menos tangencie o cotovelo ou joelho da curva de início de transformação de austenita (de modo a evitar que essa se transforme nos constituintes normais) e atinja as linhas horizontais correspondentes à formação da martensita. Ao mesmo tempo que as propriedades mecânicas sofrem grande alteração pela têmpera, originam-se tensões de grande vulto devido à brusca mudança de fases. Então, devemos avaliar o meio de resfriamento para se obter as propriedades desejadas. Essas tensões devem ser, imediatamente após a têmpera, aliviadas ou eliminadas, para devolver ao aço o equilíbrio necessário. Essas correções, além do alívio de tensões, são conseguidas mediante a aplicação no aço temperado da operação de revenido.
50) Quais são as formas possíveis para se eliminar a austenita retida? 
O efeito da austenita retida é uma instabilidade dimensional, que pode ser inadmissível para certas aplicações. Há alguns meios para a sua remoção. Um deles é uma segunda etapa de revenido, entre 200C e 300C, que transforma o resíduo de austenita em bainita. Outro meio é o uso de refrigeração mecânica ou criogênica (CO2, nitrogênio líquido, etc) para efetuar o tratamento subzero e a redução de temperatura até a transformação completa.
51) O que são tratamentos termomecânicos? Em que situações eles são usualmente
empregados? 
Tratamento Termomecânico é uma combinação de conformação, temperatura e tempo de processamento. Dependendo da forma de resfriamento obtêm-se diferentes microestruturas intermédiarias. A finalidade básica desses tratamentos é obter melhorias das propriedades mecânicas como tensão de escoamento, tensão máxima, ductilidade, resistência à corrosão.
52) Apresente a classificação dos tratamentos termomecânicos. 
Classe A – Conformação antes da transformação austenítica. 
A1 – conformação na zona da austenita estável: (TMAT - Tratamento termomecânico de alta temperatura). Tem os processos normais de conformação a quente (como laminação e forjamento) O objetivo principal é apenas a transformação mecânica de forma e tamanho.
A2 – conformação na zona da austenita meta estável: (TMBT - Tratamento termomecânico de baixa temperatura). O principal objetivo é melhorar a resistência mecânica através da conformação controlada, evitando-se ou o aumento do tamanho do grão, ou a recristalização da austenita. A redução do tamanho de grão é o único mecanismo que simultaneamente aumenta a resistência mecânica com melhoria simultânea da ductilidade.
Classe B – conformação durante a transformação da austenita
B1 – Conformação na faixa de temperatura da transformação austenita-ferrita.
B2 – Conformação na faixa de temperatura de transformação austenita-perlita ou austenita-bainita.
B3 – Conformação durante a transformação em martensita. 
Classe C – conformação após a transformação da austenita 
C1 – Conformação e envelhecimento após a transformação em ferrita+perlita e bainita.
C2 – Conformação de aços martensiticos.
53) O que é o tratamento termomecânico de Ausforming? Quais suas etapas? Explique.
Qual a principal vantagem deste tipo de tratamento? Explique a importância dos
elementos de liga para o aço destinado a este tipo de tratamento. 
O processo conhecido por ausforming ou tratamento termomecânico de baixa temperatura (TMBT), foi primeiro descrito por Harvey e posteriormente por Lips e Van Zuilen. Consiste na deformação da austenita no domínio (baía) metaestável entre as curvas da ferrita e da bainita no diagrama (TTT). 
As etapas de AUSFORMING são:
Um aço, com a baía de austenita metaestável suficientemente larga é resfriado a partir da temperatura de austenitização até essa região.
 O aço é fortemente deformado, evitando-se, porém a sua transformação.
 O aço deformado é depois transformado em martensita durante o arrefecimento até a temperatura ambiente.
 As propriedades mecânicas são posteriormente conseguidas através do revenido.
A vantagem é a elevada resistência mecânica adquirida pelo aço, cerca de 50% a mais que o TT de têmpera e revenido fornecem. 
Os elementos de liga fazem com que as curvas de transformação se desloquem para a direita, retardando as transformações. Dessa forma, o Tratamento Termomecânico de Ausforming pode ser realizado.
II) Lista de questões para 1º avaliação da disciplina de Tratamentos Térmicos.
1) Um corpo de prova de aço 1045 é tratado do seguinte modo:
1.1) Aquecido a 845 ºC, resfriado bruscamente a 600 ºC, deixado nesta temperatura por 5 segundos e então resfriado rapidamente a 400 ºC e mantido por 30 segundos. Que fases estarão presentes após este tratamento?
Ferrita, perlita e bainita superior.
	
1.2) Aquecido a 790 ºC, resfriado a temperatura ambiente em 5 segundos e reaquecido a 315 ºC e mantido nesta temperatura por 10 segundos. Que fases estarão presentes após este tratamento?
Bainita e martensita.
2) Amostras dos aços SAE 1045, SAE 1080 e SAE 1095 foram aquecidas e temperadas juntas. Após a têmpera, o aço SAE 1045, além de martensita, apresentou ferrita em sua microestrutura. O aço SAE 1095 apresentou cementita além da martensita e o aço SAE 1080 apresentou microestrutura 100% martensítica. 
2.1) Por que o aço SAE 1080 foi o único que sofreu transformação total em martensita?
Porque o aço 1045 é hipoeutetóide, e, sendo assim, ele forma ferrita proeutetóide durante o resfriamento. Já o aço 1095 é hipoeutetóide e forma cementita durante o resfriamento. O aço 1080 é eutetóide e durante o resfriamento forma 100% de martensita.
2.2) Como as microestruturas citadas afetarão as propriedades mecânicas de cada aço?
A ferrita irá diminuir a resistência do aço 1045, pois embora seja muito dúctil, apresenta resistência mecânica relativamente baixa.
No aço 1080, a martensita apresenta uma fase de alta dureza e resistência mecânica, embora seja frágil. O ideal seria fazer recozimento para amenizar as tensões internas.
No 1095, a cementita é muito dura, por isso muito frágil e sua resistência mecânica é extremamente baixa devido sua fragilidade, o que torna problemática a sua determinação.
3) Duas peças do mesmo aço SAE 1045 foram submetidas aos seguintes tratamentos térmicos:
Peça A - temperada em óleo e revenida para a dureza de 43 HRC. 
Peça B - austemperada para a dureza de 43 HRC.
3.1) Qual das peças e mais adequada para aplicações em situações de impacto? 
Justifique sua resposta.
Peça B, devido ao TT de austêmpera, que consiste no aumento de tenacidade, ductilidade e resistênciado aço. A austêmpera é indicada para obtenção de peças com alta tenacidade e resistência à fadiga.
Já a têmpera objetiva o aumento da dureza, da resistência ao desgaste, à tração e diminuição da ductilidade.
3.2) O aço 5140 poderia ser utilizado nesta aplicação? Justifique a sua resposta. 
Não, pois segundo o seu diagrama TTT, este aço não pode ser austemperado, pois possui um campo bainítico muito grande, desde que não seja feito um resfriamento muito rápido.
4) Uma haste de aço (0,40%C, 0,60%Mn, 0,65%Cr, 2,55%Ni, 0,55%Mo) com 100 mm de diâmetro (4 pol.) e 1500 mm de comprimento deve sofrer têmpera total. Experiências práticas anteriores, empregando têmpera em água com a peça na horizontal, mostraram a ocorrência de empenamento e, em alguns casos, a ocorrência de trincas após a têmpera. Cite duas medidas para a minimização ou resolução destes problemas. (ver diagrama de resfriamento contínuo para este aço).
Fazer martêmpera para equalizar a temperatura da peça durante o resfriamento irá ocorrer alívio de tensão.
Fazer austêmpera, podemos obter resistência mecânica para a mesma dureza e ainda reduzir a distorção. Uma das vantagens desse TT é a aplicá-lo em aços que tenham fragilidade ao revenido e aços ligados com Cr ou Mo. 
5) Na seqüência de operações para a fabricação de um pinhão fundido e usinado (∅50 x 150 mm) com o aço SAE 5140 que deve apresentar dureza final de 50 a 55 HRC, são necessários tratamentos térmicos.
5.1) Relate os tratamentos térmicos necessários durante a fabricação deste componente.
Normalização, têmpera e revenido.
5.2) Com base no diagrama TTT apresente temperaturas e tempos dos respectivos tratamentos.
Normalização é feita acima de 55C da linha A3.
Têmpera: brusco resfriamento até Mi (cerca de 350C) até atingir Mf.
Revenido: 4 estágio, mudança de fase, aquecer até a temperatura correspondente à dureza desejada.
6) Um componente mecânico é submetido a impactos durante trabalho em campo. Seu projeto anterior especificava o aço 9261 e envolvia o tratamento de têmpera e 
revenimento e dureza de 50 HRC. Baseado em uma análise das propriedades mecânicas, você decidiu alterar este tratamento térmico para a austêmpera. 
6.1) É possível a realização da austêmpera neste aço? Que ações deverão ser tomadas?
O campo bainítico é muito grande, assim não é vantagem fazer austêmpera, pois iria demorar mais de um dia. Podemos analisar a quantidade de impacto para que o material está submetido para ver se o TT de têmpera e revenido resolve ou martêmpera também.
6.2) Apresente um roteiro (características) que possibilitem outras opções de aços para esta aplicação.
No caso do TT de austêmpera, devemos procurar aços com campo bainítico pequeno a fim de acelerar a transformação.
Para a têmpera e revenido, devemos procurar aços de alto teor de carbono e elementos de liga para observar a intensidade do impacto a que está sujeito.
7) Um componente em aço liga SAE 4140 deve ser temperado e revenido para as seguintes durezas: 
7.1) Dureza de 450 HB. Qual o problema com este ciclo de tratamento? Quais as ações possíveis a serem tomadas?
O aço irá apresentar baixa resistência ao impacto na temperatura de revenimento para essa dureza. Está na faixa de fragilidade de revenido.
Podemos obter dureza mais elevada na faixa dos 200C com uma resistência ao impacto maior.
7.2) Dureza de 300 HB. Qual o problema com este ciclo de tratamento? Quais as ações possíveis a serem tomadas?
Não há problema pois não está na faixa de fragilidade de revenido.