ANALISE DE TRATAMENTO TERMICO E METALOGRAFICA APÓS TRATAMENTO TÉRMICO POR RECOZIMENTO DO AÇO 1045 (1)

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Marabá, 2018 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ 
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E ENGENHARIAS 
FACULDADE DE MATERIAIS 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
ANALISE DE TRATAMENTO TERMICO E METALOGRAFICA 
APÓS TRATAMENTO TÉRMICO POR RECOZIMENTO DO AÇO 
1045 
 
 
 
 
 
ABIASSAFE RODENBERGUE ARAUJO LIMA 
CLEDENILSON RIBEIRO DE OLIVEIRA 
FRANCIVAN DO NASCIMENTO SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Marabá, 2018 
 
ANALISE DE TRATAMENTO TERMICO E METALOGRAFICA 
APÓS TRATAMENTO TÉRMICO POR RECOZIMENTO DO AÇO 
1045 
 
 
 
 
 
 
 
ABIASSAFE RODENBERGUE ARAUJO LIMA 
CLEDENILSON RIBEIRO DE OLIVEIRA 
FRANCIVAN DO NASCIMENTO SILVA 
 
 
 
 
 
 
Relatório técnico apresentado 
como requisito parcial para 
obtenção de nota na disciplina de 
Tratamento Térmico na 
Universidade Federal do Sul e 
Sudeste do Pará, sob a orientação 
da Prof.ª. Dra. Giselle Barata 
Costa. 
 
 
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Marabá, 2018 
RESUMO: O presente relatório tem como finalidade analisar propriedade mecânicas e 
microestruturais do aço 1045, o qual dentre as ligas ferrosas são uns dos mais 
comumente submetidos a tratamentos térmicos. Nesse relatório foram analisados dois 
corpos de prova, retirados de um tarugo de 10 mm, em que um deles ficou preservadas 
as características originais de sua fabricação, que serviu como referência testemunho 
para comparação com resultados obtidos com o corpo de prova após o tratamento de 
recozimento pleno, que consiste em aquecer o material até 830º C acima da zona crítica 
(zona austenítica), durante 45 minutos e em seguida resfriamento continuo dentro do 
forno desligado. O objetivo do recozimento pleno é remover tensões, diminuir a dureza, 
alterar propriedades mecânicas como resistência, ductilidade, etc., modificar os 
característicos elétricos e magnéticos e ajustar o tamanho de grãos. Os resultados da 
amostra obteve resultados similares comparados com a literatura e constatou que a 
amostra é de fato aço 1045, e que obteve formação de microestrutura de ferrita e a perlita 
grossa que garantem amolecimento do material. 
 
Palavras-chave: Recozimento Pleno, Tratamento Térmico, Microestrutura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 5 
2 OBJETIVOS .................................................................................................... 5 
2.1 Objetivo geral ............................................................................................................ 5 
2.2 Objetivos especifico .................................................................................................. 5 
3 MATÉRIAS E MÉTODOS ............................................................................... 6 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................... 9 
5 CONCLUSÃO ............................................................................................... 13 
6 REFERÊNCIAS ............................................................................................. 14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1 INTRODUÇÃO 
 
Há muitos séculos atrás o homem descobriu que com aquecimento e 
resfriamento podia modificar as propriedades mecânicas de um aço, isto é, torná-los mais 
duro, mais mole, mais maleável, etc. Mais tarde, descobriu também que a rapidez com 
que o aço era resfriado e a quantidade de carbono que possuía influía decisivamente 
nessas modificações [1]. 
Metais como o aço, são de grande importância por serem bastante usados em 
projetos de engenharia. Aços com teores de carbono entre de 0,2 á 0,5% em sua 
microestrutura, o qual é constituído em sua grande parte por ferrita, um componente 
bastante dúctil, caracterizando-se um aço de médio carbono [1]. 
O Relatório consiste em analisar as microestruturas de duas amostras do aço 
1045 em procedimentos distintos, a qual foi analisado o corpo de prova com suas 
características originais de sua fabricação e outro com tratamento térmico de recozimento 
pleno, que consiste em austenitizar o material e resfria-lo lentamente. O recozimento visa 
reduzir a dureza do aço, aumentar a usinabilidade, facilitar o trabalho a frio ou atingir a 
micro estrutura e as propriedades desejadas. 
O aço 1045 tem teor de carbono entre 0,43 a 0,50 %, com essas propriedades a 
sua composição química está na faixa dos aços hipoeutetóide, característica que requer 
um recozimento a temperatura acima da linha A1 e entre a linha A3 ou acima. 
Para a realização da análise de microestrutura, a peça foi cortada, lixada, polida 
e atacada por um reagente químico (Nital 3%), para identificar as microestruturas das 
fases ferrita e a perlita grossa garantem amolecimento do material, dando assim as 
características do tratamento térmico. 
. 
2 OBJETIVOS 
2.1 Objetivo geral 
Analisar microestrutura do material, remover tensões devidos algum tratamento 
mecânico a frio ou a quente que possa ter sido submetido. 
2.2 Objetivos especifico 
 Aliviar tensões residuais 
 Tornar o material mais mole, dútil e tenaz 
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Fonte:_https://pt.slideshare.net/mecanismo30001/processamento-trmico-
de-ligas-metlicas. 
 
Figura 1: Diagrama de fase Ferro-Fe3C, indicando faixas de temperatura 
de tratamento térmico. 
 
 Ajustar a microestrutura 
 Regularizas textura bruta 
 Remover gases 
 Eliminar efeitos do tratamento anterior 
 
3 MATÉRIAS E MÉTODOS 
 
O existem três tipos de tratamentos térmicos de recozimento [5]: 
 Recozimento pleno ou supercrítico. 
 Recozimento subcrítico 
 Esferoidização ou recozimento intercrítico 
O experimento desse estudo será o recozimento pleno do aço 1045 com teor de 
carbono de 0,45%, a qual sua composição química de carbono está na faixa dos aços 
hipoeutetoides, que requer um recozimento a temperatura de mais ou menos de 50º C 
acima da linha A3 (Figura 1). 
O experimento desse estudo, será preparada duas amostras, uma que servirá de 
testemunho sem tratamento térmico e a outra com tratamento térmico de recozimento 
pleno, de acordo com a (Tabela 1), o teor de carbono do aço 1045 é de 0,43 a 0,50 %, 
com essas propriedades a sua composição química está na faixa dos aços hipoeutetóide, 
característica que requer um recozimento a temperatura de mais ou menos de 50º C acima 
da linha A1 e A3 (fig. 1). 
 
 
 
 
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Tabela 1: Composições de AISI dos aços de carbono e ligas. 
Fonte: Metals Handbook, vol.09, Metallography and Microstructures. 
 
 
Aço C % Mn P, max S, max 
1045 0,43 - 0,50 0,60 - 0,90 0,040 0,050 
 
As amostras em estudo foram retiradas de um tarugo com diâmetro de 10 mm, 
os cortes foram executados no sentido transversal, com o auxílio de uma cortadora 
metalográfica com sistema de arrefecimento a água para dissipar o calor do disco 
abrasivo, após o corte a amostra ficou com dimensões de 10 e 11 mm altura, Logo em 
seguida uma das a amostras foi levada ao forno tipo mufla (fig. 2), e aquecida 
continuamente até atingir a temperatura de 830ºC acima da zona crítica, por 45 minutos, 
garantindo assim uma perfeita austenitização, e em seguida o forno foi desligado e a 
amostra foi resfriada de modo contínuo no interior do forno. 
 
 
 
 
 
Após o resfriamento do tratamento térmico, as duas peças foram preparadas com 
lixamentoe polimento (fig. 3) da superfície de análise. É o procedimento mais demorado 
e é executado com o máximo de cuidado para obter uma superfície plana com deformação 
mínima, que tem por objetivo eliminar imperfeições na amostra como, riscos e marcas 
dando um acabamento à superfície, para que possa ser feito o polimento. O lixamento 
consiste em utilizar moderadamente a pressão das mãos, e movendo-se a peça lentamente 
de um lado para o outro do disco de polimento. A peça deve ser examinada 
periodicamente para verificar o quanto de arranhões do lixamento anterior foi removido. 
“O lixamento deve continuar duas a três vezes mais do que o tempo necessário para 
remover os arranhões de procedimentos anteriores” [6]. A peça deve ser girada 45 a 90º 
Fonte: O autor. 
 
Figura 2: Forno Jung do tipo Mufla. 
 
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Figura 3: Lixadeira e politriz p/metalografia m/fortel 
mod. plf, 2 velocidades. 
 
entre cada troca de lixa que variam de granulometria de número 100, 150, 200, 320, 400, 
600, 800 e 1200 até finalizar o processo. 
 
 
 
 
 
O polimento é prosseguido após o lixamento da amostra sobre um pano de feltro 
a qual se aplica uma camada leve de abrasivo a base de diamante e alumina (fig. 4), que 
consiste em finalizar o acabamento do polimento, dando um aspecto espelhado na 
superfície da peça, após o término do polimento, a peça deve-se ser lavada com água com 
auxílio de um pequeno chumaço de algodão e secá-la imediatamente passando-se algodão 
com álcool na superfície, e em seguida o processo de secagem deve ser finalizado com ar 
quente para eliminar totalmente a umidade e evitar a oxidação da peça. 
 
 
 
 
 
 
Figura 4: Abrasivo para polimento a 
base de diamante e alumina. 
Fonte: O autor 
 
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A pois a secagem da peça, o ataque químico será feito com nital, solução de 
ácido nítrico a 3% em álcool etílico. Segundo Colpaert, 1974. O nital tem como finalidade 
revelar a sua microestrutura e a formação das fases presentes no material, permitindo a 
visualização dos contornos de grão. A duração do ataque depende da concentração do 
reativo e das propriedades do material. Em média os ataques em aço e ferro fundido estão 
na ordem de 5 a 15 segundos para analise em microestrutura. 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Por consequência dos processos de fabricação o aço possui tensões internas as 
quais são tratadas por meio dos tratamentos térmicos, quando o aço solidificar ele se 
resfria com velocidade diferente na região da superfície e no seu núcleo, essa diferença 
dar origem a grãos com formas diferentes entre si, e essa diferença de tamanho provoca 
tensões na estrutura do aço. 
No entanto não é só nos processos de solidificação que as tensões aparecem, elas 
podem surgir na fabricação a frio que são os processos que acontece na temperatura 
ambiente. Isso é notável, como por exemplo quando se prensa uma chapa (fig. 6), os grãos 
que estão mais ou menos organizados eles são deformados e empurrados pelo martelo da 
prensa, por tanto temos que os grãos são deformados e sabemos que grãos deformados 
não apresenta a mesma resistência que grãos normais. Caso o material após tais processos 
permanecesse descansando em temperatura ambiente as tensões diminuiriam, só que o 
material correria risco de empenamento, corrosão ou ruptura, pois esse processo de 
descanso demandaria muito tempo. 
Fonte: O autor 
 
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Entre os tratamentos térmicos de alívio de tensões temos o recozimento pleno a 
qual é o tratamento térmico estudado no presente relatório, que constitui em um processo 
que a peça é aquecida lentamente no forno até uma temperatura acima da zona crítica (fig. 
7), (zona crítica é aquela em que começa aparecer a austenita que é uma fase não 
magnética constituída de ferro na estrutura CFC), assim neste tratamento a ferrita e a 
perlita chega a se transformar em austenita. 
 
 
 
No processo realizado na amostra do aço escolhido o qual foi o aço 1045, a peça 
foi colocada no forno elevada até a temperatura de 830 °C e mantida por 45 minutos e 
após resfriada no forno, podemos observar no gráfico (fig. 8). 
Figura 6: Exemplo da deformação dos graus. 
Figura 7: Exemplo gráfico do processo de austenitização total. 
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O gráfico simula a faixa de temperatura e tempo do tratamento realizado na 
amostra do aço estudado, notamos que a temperatura máxima atingida está acima da zona 
crítica, ou seja na austenitização. 
Com esse processo de reconhecimento é possível aumentar a ductilidade e 
usinabilidade do aço além de controlar seu tamanho de grão. 
Na amostra estudada que foi devidamente preparada e elevada ao forno para ser 
realizado o tratamento térmico de recozimento pleno, notamos que o tratamento provocou 
na amostra uma maior usinabilidade pois a sua dureza diminuiu de 75,2HRA da peça 
bruta para 50,7HRA após o recozimento. 
Na peça estudada que foi classificada como sendo um aço 1045 (fig. 10), 
podemos confirmar que a amostra estudada realmente é de um aço 1045 segundo a 
microestrutura da literatura [2], do aço 1045 (fig. 9), comparando as microestrutura (fig. 
9 e 10) notamos que os grãos de perlita, a parte mais escura são parecidos e ferrita sendo 
a parte mais clara. 
Figura 8: Gráfico do processo de recozimento pleno do aço 1045. 
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Na amostra estudada que foi devidamente preparada após o tratamento térmico 
de recozimento, é notável que a microestrutura da amostra recozida possui os grãos 
menores que a dá peça sem tratamento (fig. 10 e 11 respectivamente). Isso ocorre por 
causa da recristalização no fim da austenitização do processo de recozimento, que surgem 
novos e pequenos grãos, que faz com que se tenham grãos menores que no estado bruto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A figura 11 da peça estudada, e a figura 9 retirada do literatura [2] mostra a 
microestrutura do aço 1045 recozido, é possível observar que os grãos da amostra da peça 
bruta (fig. 10) realmente diminuíram em comparação com a microestrutura do 
recozimento (fig. 11), e para confiabilidade que a microestrutura do aço recozido (fig. 11) 
Figura 9: Amostra de SAE 1045 no estado 
bruto, atacada em Nital 1%. Ampliação de 
500x. 
Figura 10: Amostra de SAE 1045 no estado 
bruto. Ampliação de 500x 
Figura 11: Aço SAE 1045 recozido. 
Aumento de 500x. 
Figura 12: Aço SAE 1045 recozido, atacado 
em Nital 1%. Aumento de 500x. 
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é de fato uma amostra do aço 1045, temos a microestrutura do aço 1045 recozido 
encontrado na literatura referidas na referências. 
Como o aço 1045 possui 0,45% de teor de carbono menor que 0,8%, a formação 
de austenita em elevada temperatura desfaz todas as estruturas presentes anteriormente 
no aquecimento. No resfriamento formam-se a ferrita e a perlita grossa que garantem 
amolecimento do material. 
 
5 CONCLUSÃO 
Portanto, conclui-se, que o tratamento térmico de recozimento apresentado 
obteve os resultados satisfatórios, tendo em vista, que foi executado conforme orientações 
das literaturas apresentadas e sempre esteve em conformidade com uma pequena análise 
comparativa já discorrida anteriormente. Além de disso, pôde-se perceber a influência 
direta do conhecimento adquirido ao longo da execução do tratamento e a importância de 
cada etapa do processo. Por fim, entende-se que é responsabilidade do engenheiro ter a 
habilidade em analisar, descrever, orienta e até mesmo propor o melhor tratamentotérmico de recozimento a ser aplicado no material após ser sido submetido a outro 
tratamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6 REFERÊNCIAS 
[1] CAMARGO, S M; GUIMARÃES FILHO, M A; LOPES, R L; SANTOS, C de P; 
NOBRE, A J. Tratamentos térmicos: normalização, têmpera e revenido do aço 1140 
fabricado em siderúrgica de Marabá-Pa. 2012 CONEM. São Luis, MA. Agosto 2012. 
[2] Chiaverini, V. Tratamentos térmicos das ligas metálicas. São Paulo: ABM, 2003 
[3] COLPAERT; Hubertus. Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns, 3a Edição, 
Editora Edgarg Blücher Ltda, São Paulo – 1974. 
[4] SENAI-SP. Processos de fabricação, módulo: tratamento térmico. v. 5. São Paulo. 
[5] KRAUSS, G. Steels: heat treatment and processing principles. ASM, 1997, 107-144. 
[6] – ASM Metals Handbook, Volume 9, Metallography And Microstructures. USA: 
ASM (American Society for Metals), 1989. 
[7] CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia Mecânica-Vol III.2° Ed. Editora ABDR, 1986.