Tratamentos Termicos - Processos de Fabricacao

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Centro Universitário Estadual da Zona Oeste – UEZO 
Curso Superior de Tecnologia em Construção Naval – CoTCN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tratamentos Térmicos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
2011 
Caio Sarti e Sâmara Pinto 
 
Tratamentos Térmicos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
2011 
Trabalho realizado pelos alunos Caio 
Sarti e Sâmara Pinto, 3º período do curso 
de Construção Naval, na disciplina de 
Processos de Fabricação, lecionada pelo 
professor Rodrigo Felix. 
RESUMO 
 
Tratamentos térmicos são basicamente ciclos de aquecimento e resfriamento, que visam 
atribuir a certa estrutura, as propriedades desejadas. Os tratamentos térmicos influenciam 
principalmente na dureza, resistência, ductilidade e tenacidade do material, fazendo 
modificações na estrutura metálica da peça a ser tratada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - Representação esquemática de ciclos de tratamentos térmicos para o aço ........ 10 
Figura 2 - Aço 1040 submetido a diferentes tratamentos térmicos ............................................. 10 
Figura 3 - Aço 1040, aumento de 100X, 200X e 400X, ataque com NITAL 2% ....................... 12 
Figura 4 - Aço 1040 temperado em óleo .................................................................................................. 12 
Figura 5 - Aço 1040 cementado por 4 horas a 1000°C ....................................................................... 12 
Figura 6 - Diagrama de Fases Fe-C ............................................................................................................ 15 
Figura 7 - Curva TTT ........................................................................................................................................ 15 
Figura 8 - Diagrama de transformação da austenita versus tempo ............................................. 18 
Figura 9 - Microestrutura ferrítica-perlítica de uma aço SAE 1045 laminado a quente ..... 19 
Figura 10 - Microestrutura obtida após recozimento de esferoidização ................................... 19 
Figura 11 - – Fotomicrografia da seção reta da parede de um tubo de aço SAE 1045 no estado 
de entrega ............................................................................................................................................................ 21 
Figura 12 - E após o tratamento de têmpera e revenimento por indução eletromagntica- 
1100X ..................................................................................................................................................................... 21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. Introdução ................................................................................................................................................. 4 
 
2. A importância dos metais ................................................................................................................... 6 
 
3. A importância dos tratamentos térmicos .................................................................................... 10 
 
4. Fatores que influenciam o tratamento térmico ......................................................................... 14 
 
5. Principais tipos de tratamentos térmicos .................................................................................... 18 
 5.1. Recozimento ..................................................................................................................................... 18 
 5.2. Têmpera ............................................................................................................................................. 21 
 5.3. Revenimento ou Revenido ......................................................................................................... 26 
 5.4. Normalização .................................................................................................................................... 27 
 5.5. Solubilização e envelhecimento ............................................................................................... 28 
 5.6. Tratamentos isotérmicos ............................................................................................................ 29 
 5.7. Tratamento sub-zero ..................................................................................................................... 31 
 
6. Tratamentos termoquímicos ............................................................................................................. 32 
 6.1. Cementação ...................................................................................................................................... 32 
 6.2. Nitretação .......................................................................................................................................... 35 
 6.3. Outros processos de tratamento termoquímico ............................................................... 36 
 
7. Conclusão .................................................................................................................................................. 38 
 
Referências ..................................................................................................................................................... 39 
 
Glossário .......................................................................................................................................................... 42
4 | P á g i n a 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Em Química um metal é um elemento, substância ou liga caracterizado por sua boa 
condutividade elétrica e de calor, geralmente apresentando cor prateada ou amarelada, um 
alto ponto de fusão e de ebulição e uma elevada dureza. Qualquer metal pode ser definido 
também como um elemento químico que forma aglomerados de átomos com caráter 
metálico. 
Num metal cada átomo exerce apenas uma fraca atração nos elétrons mais externos, da 
camada de valência, que podem então fluir livremente, proporcionando a formação de íons 
positivos (ou cátions) e o estabelecimento de ligações iônicas com não-metais. Os elétrons de 
valência são também responsáveis pela alta condutividade dos metais (teoria de bandas). 
Os metais são um dos três grupos dos elementos distinguidos por suas propriedades de 
ionização e de ligação, junto com os metalóides (Essa primeira classificação está caindo em 
desuso, por isso os metalóides foram revisados e alguns foram classificados tanto para 
metais, como outros para ametais) e os não-metais. A maioria dos metais é quimicamente 
estável, com a exceção notável dos metais alcalinos e alcalino-terrosos, encontrados nas duas 
primeiras colunas à esquerda da tabela periódica. Alguns elementos antes classificados como 
metalóides, hoje são considerados metais, são esses o Germânio, Antimônio e Polônio, o resto 
são considerados ametais. 
Os metais apresentam grande diversidade de propriedades físicas e químicas, conforme 
a pressão, temperatura e outras variáveis. Diferentes tipos de mecanismos e estruturas de 
cristalização, o que também lhe altera as características. 
Geralmente, os metais apresentam ordenação cristalina simples, com alto nível de 
aglutinação atômica (o que implica alta densidade) e numerosos elementos de simetria. No 
que se refere às combinações, apresentam forte tendência a não formar compostos entre si, 
mas têm afinidade com elementos não metálicos como o oxigênio e o enxofre,com os quais 
formam, respectivamente, óxidos e sulfetos. 
O tamanho, forma e disposição das partículas metálicas, especificados pela 
metalografia, são fundamentais para o reconhecimento das propriedades físicas que 
determinam a plasticidade, resistência à tração, dureza e outras propriedades do material. 
Esses fatores podem ser alterados por tratamentos térmicos (ciclos de aquecimento 
resfriamento controlados) ou mecânicos (forjamento, trefilação, laminação, etc.). 
Aço é uma liga metálica formada essencialmente por ferro e carbono, com percentagens 
deste último variando entre 0,008 e 2,11%. Distingue-se do ferro fundido, que também é uma 
liga de ferro e carbono, mas com teor de carbono entre 2,11% e 6,67%. 
A diferença fundamental entre ambos é que o aço, pela sua ductibilidade, é facilmente 
deformável por forja, laminação e extrusão, enquanto que uma peça em ferro fundido é muito 
frágil. 
O aço pode ser classificado da seguinte maneira: Quantidade de carbono; Composição 
química; Quanto à constituição micro estrutural; Quanto à sua aplicação. 
A classificação mais comum é de acordo com a composição química, dentre os sistemas 
de classificação química o SAE é o mais utilizado, e adota a notação ABXX, em que AB se refere 
a elementos de liga adicionados intencionalmente, e XX ao percentual em peso de carbono 
multiplicado por cem. 
Além dos componentes principais indicados, o aço incorpora outros elementos 
químicos, alguns prejudiciais, proveniente da sucata, do mineral ou do combustível empregue 
no processo de fabricação, como o enxofre e o fósforo. Outros são adicionados 
intencionalmente para melhorar algumas características do aço para aumentar a sua 
resistência, ductibilidade, dureza ou outra, ou para facilitar algum processo de fabrico, como 
usinabilidade, é o caso de elementos de liga como o níquel, o cromo, o molibdênio e outros. 
No aço comum o teor de impurezas (elementos além do ferro e do carbono) estará 
sempre abaixo dos 2%. Acima dos 2 até 5% de outros elementos já pode considerado aço de 
5 | P á g i n a 
 
baixa-liga, acima de 5% é considerado de alta-liga. O enxofre e o fósforo são elementos 
prejudicais ao aço, pois acabam por intervir nas suas propriedades físicas, deixando-o 
quebradiço. Dependendo das exigências cobradas, o controle sobre as impurezas pode ser 
menos rigoroso ou então podem pedir o uso de um anti sulfurante como o magnésio e outros 
elementos de liga benéficos. Existe uma classe de aços carbono, conhecida como aços de fácil 
usinabilidade, que contém teores mínimos de fósforo e enxofre. Estes dois elementos 
proporcionam um melhor corte das ferramentas de usinagem, promovendo a quebra do 
cavaco e evitando a aderência do mesmo na ferramenta. Estes aços são utilizados quando as 
propriedades de usinabilidade são prioritárias, em relação às propriedades mecânicas e 
microestruturais, (peças de baixa responsabilidade). 
O aço inoxidável é um aço de alta-liga com teores de cromo e de níquel em altas doses 
(que ultrapassam 20%.) os aços inoxidáveis podem ser divididos em três categorias 
principais: aços inoxidáveis austeníticos, os quais contém elevados teores de cromo e níquel, 
os aços inoxidáveis martensíticos, que contém elevado teor de cromo, com baixo teor de 
níquel e teor de carbono suficiente para se alcançar durezas médias ou altas no tratamento 
térmico de têmpera, e os aços inoxidáveis ferríticos, que contém elevado teor de cromo e 
baixos teores de níquel e carbono. Este último e o tipo austenítico não podem ser 
temperados. 
O aço é atualmente a mais importante liga metálica, sendo empregue de forma 
intensiva em numerosas aplicações tais como máquinas, ferramentas, em construção, etc. 
Entretanto, a sua utilização está condicionada a determinadas aplicações devido a vantagens 
técnicas que oferecem outros materiais como o alumínio no transporte por sua maior leveza e 
na construção por sua maior resistência a corrosão, o cimento (mesmo combinado com o aço) 
pela sua maior resistência ao fogo e a cerâmica em aplicações que necessitem de elevadas 
temperaturas. 
Ainda assim, atualmente emprega-se o aço devido a sua nítida superioridade frente às 
demais ligas considerando-se o seu preço. Já que: 
● Existem numerosas jazidas de minerais de ferro suficientemente ricas, puras e fáceis 
de explorar, além da possibilidade de reciclar a sucata. 
● Os procedimentos de fabricação são relativamente simples e econômicos, e são 
chamados de aciaria. Os aços podem ser fabricados por processo de aciaria elétrica, onde se 
utiliza eletrodos e processo de aciaria LD, onde se utiliza sopro de oxigênio no metal líquido 
por meio de uma lança. 
● Apresentam uma interessante combinação de propriedades mecânicas que podem 
ser modificados dentro de uma ampla faixa variando-se os componentes da liga e as suas 
quantidades, mediante a aplicação de tratamentos. 
● A sua plasticidade permite obter peças de formas geométricas complexas com 
relativa facilidade. 
● A experiência acumulada na sua utilização permite realizar previsões de seu 
comportamento, reduzindo custos de projetos e prazos de colocação no mercado. 
Tal é a importância industrial deste material que a sua metalurgia recebe a 
denominação especial de siderurgia, e a sua influência no desenvolvimento humano foi tão 
importante que uma parte da história da humanidade foi denominada Idade do Ferro, que se 
iniciou em 3500 a.C., e que, de certa forma, ainda perdura. 
Os elementos de liga são elementos químicos adicionados a uma matriz visando à 
formação de ligas metálicas. Os metais são geralmente utilizados na forma de ligas metálicas, 
ou seja, consistem em misturas de dois ou mais materiais dos quais, pelo menos um, é metal. 
A liga mantém as propriedades metálicas. 
O carbono é o principal elemento de liga do aço, cuja influência é decisiva para a 
resistência, a forjabilidade, a soldabilidade e a temperabilidade. 
A adição de elementos de liga tem o objetivo de promover mudanças na microestrutura 
do material, o que se reflete nas suas propriedades macroscópicas físicas e mecânicas, 
permitindo ao material desempenhar funções específicas. 
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1. A IMPORTÂNCIA DOS METAIS 
 
Historicamente, o fim da Idade da Pedra e o início da Idade dos Metais ocorreu a cerca 
de 4500aC, quando começaram a ser utilizados os primeiros utensílios de metal. Estes novos 
objetos constituíam uma vantagem tecnológica, já que as armas e ferramentas de metal eram 
mais resistentes e mais sofisticadas, o que levou a uma melhoria na qualidade de vida dos 
povos que as usavam. 
Os metais vieram modificar profundamente a sociedade humana ao acentuar a 
hierarquização social que viria a dar origem à nossa sociedade moderna, já que os adornos e 
armas de metal eram objetos preciosos só possuídos por alguns. Além disso, permitiram um 
maior desenvolvimento do comércio. 
O domínio da técnica de trabalhar os metais foi sendo uma aprendizagem progressiva, 
em que o metal mais utilizado foi variando de época para época, razão pela qual a Idade dos 
Metais é geralmente dividida em várias eras. 
Os metais constituem 80% da tabela periódica e a maior parte destes encontram-se 
combinados com outros elementos como o Oxigênio. 
 
ERA DO COBRE 
● 4500aC; 
● Anatólia; 
● Dúctil e maleável, encontra-se concentrado em numerosos minérios (pepitas), 
embora seja pouco abundante na crosta terrestre (cerca de 0.068% em peso). 
 
Um dos primeiros objetos de metal a serem produzidos era pequenas contas de metal 
brilhantes. Essas contas eram obtidas através de martelamento: eram moldadas a frio usando 
pedras. A técnica de derreter o metal surgiu posteriormente. 
Pensa-se que essas contas fossem usadas como objetos de adorno. Foi apenas a partir 
de 4500aC que o metal passou a ser derretido, nascendo assim a metalurgia. Foi esta nova 
técnicaque permitiu o aparecimento das ligas metálicas. 
 
ERA DO BRONZE 
● 1500aC; 
● Mediterrâneo Oriental; 
● É uma liga metálica de cobre e estanho com maior resistência e mais facilmente 
fundível que o cobre. 
 
Nesta era o processo de fundição, em que o metal é moldado a quente, estava já 
aperfeiçoado. Depois de separar os metais das rochas estes eram moídos e vazados para um 
recipiente de terracota. Eram assim levados a um forno (aquecido até cerca de 1200°C por 
meio de foles ligados a fogueiras) onde fundiam, sendo se seguida colocados em moldes de 
pedra. Depois de sólidos o artífice aperfeiçoava o objeto, limando-o e decorando-o. 
 
 
 
 
 
O Ouro, metal resistente, inalterável e fácil de trabalhar. Embora não exista uma era 
do ouro este metal também teve um importante papel histórico. Muito mais raro que os 
outros metais, é mais simples de trabalhar e, devido ao seu brilho e beleza passou a ter 
grande valor. 
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IDADE DO FERRO 
● 1200aC; 
● Irão, Síria, Anatólia, Palestina; 
● Dúctil e maleável a frio torna-se plástico a quente. Pode ligar-se diretamente a muitos 
não metais. 
 
Na Europa, a idade do Ferro encontra-se dividida em Primeira Idade do Ferro, que dura 
até 500aC, e Segunda Idade do Ferro, que dura até a conquista romana. Pensa-se que o 
primeiro ferro produzido tenha sido por acaso, quando algum do seu minério tenha sido 
usado nas fogueiras em vez de pedras. Embora este metal já fosse conhecido desde 3000aC, 
só passou a ser usado por volta de 1200aC quando as reservas de cobre e estanho começaram 
a rarear. 
Foi já no século XVII que o ferro passou a ser produzido através de um novo método – a 
“incarbonização” – em que se adicionava carbono ao metal de modo a este ser mais 
resistente, dando origem ao aço. 
 
AÇO 
● 1857; 
● Liga ferrosa (com cerca de 0.03% a 1.4% de carbono) de baixo custo e muito 
resistente. 
 
O aço é conhecido desde a antiguidade (o aço mais antigo provem de Riaz, África, e data 
de 1400aC), mas só se tornou verdadeiramente importante depois de 1857, quando Henry 
Bessemer desenvolveu um novo método de produção que permitiu baixar muito o custo do 
material. Assim o aço pode, por exemplo, substitui o ferro fundido nas construções o que 
permitiu a construção de arranha-céus, já que é mais rígido que o ferro. 
 
 
NOVOS MATERIAIS 
 
● Alumínio 
Embora seja o metal mais abundante da crosta terrestre, o alumínio foi pela primeira 
vez isolado apenas em 1827, por Friedrich Wöhler, e só no final desse século que passou a ser 
produzido em escala industrial, quando um novo método de extração, mais barato, foi 
descoberto. Desde o início do século XX que se recicla alumínio, mas foi apenas a partir da 
década de 60 que esse processo passou a ser largamente utilizado. 
 
● Ligas com memória 
São várias ligas, das quais a mais conhecida é o Nitinol (liga de níquel e titânio), 
descobertas nos anos 30 do século XX, que possuem a capacidade de, depois de serem 
severamente deformadas, recuperarem a sua forma original ao serem aquecidas. Têm sido 
aplicadas em várias áreas tais como aeronáutica, robótica e medicina. 
 
● Compósitos 
Os compósitos surgiram em meados do século XX e são materiais compostos por dois 
ou mais materiais diferentes, tais como um metal e um polímero. Os compósitos têm assim 
características diferentes dos materiais que os originaram sendo, por exemplo, mais 
resistente e rígido, com grande capacidade de amortecimento, resistem bem a altas 
temperaturas, não corroem nem se desgastam. São usados na aeronáutica, indústria 
automóvel e construção civil, mas prevê-se que tenham mais aplicações no futuro. 
 
 
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● Outros materiais 
Atualmente começam a ser desenvolvidos outros materiais, com novas propriedades 
tais como os semicondutores (sólidos cristalinos com uma condutividade térmica entre os 
condutores e os isolantes, muito usados em eletrônica), o Kevlar (um polímero sete vezes 
mais resistente que o aço e muito leve usado em coletes a prova de bala, aviões, cordas, entre 
outros) os nanomateriais (materiais desenhados à escala atômica), e claro os polímeros, entre 
outros. 
 
Os metais são utilizados com frequência no nosso dia a dia. Quando vamos a passar na 
rua podemos ver inúmeras utilizações dos metais. Dos carros, candeeiros de rua às portadas 
das janelas e aos portões das nossas casas, em todos encontramos na sua constituição metais. 
O nosso celular, o nosso computador, instrumentos musicais, entres outros objetos que todos 
utilizamos tanto na nossa vida pessoal como profissional são alguns dos muitos exemplos de 
objetos que são constituídos, mesmo que não seja na totalidade, por metais. Se tentássemos 
imaginar as nossas vidas sem essas utilizações de metal provavelmente não iríamos 
reconhecer as nossas casas (se estas resistissem) nem os nossos carros, que não deveriam 
continuar a funcionar, e por ai fora. 
 
 
O Cobre e o Ferro são metais muito importantes na vida do Homem porque são muito 
utilizados. Outros metais importantes, que se podem ligar anteriores tornando-os mais 
resistentes e com probabilidades menores de haver corrosão, são, por exemplo, o Zinco, o 
Estanho, o Berílio, o Níquel e o Cromo. Outros metais indispensáveis na vida moderna são o 
Alumínio e o Titânio. 
O Ferro (que corresponde a cerca de 95% da produção mundial de metal) é largamente 
usado em automóveis, barcos e edifícios, devido ao seu baixo preço e resistência. É por vezes 
substituído pelo aço, quando uma maior dureza é necessária. 
O Cobre é especialmente usado em equipamentos elétricos tais como: motores 
elétricos, nas instalações elétricas (cabos, interruptores, etc.). Há também muitas moedas de 
cobre. 
O Zinco era muito usado na produção de latão e pelo seu baixo consumo energético. 
O estanho é principalmente usado em ligas como o bronze, o metal de sino, o metal 
Babbitt, a liga de carcaça, o pelter, o bronze fosforoso, a solda macia, e metal branco. É 
também essencial a produção de vidro, sabões, sabonetes, perfumes, papel, medicamentos e 
fungicidas. As folhas que embrulham o chocolate ou os cigarros, por exemplo, são de estanho. 
O berílio é usado nos reatores nucleares e também para filtrar a radiação visível 
quando fazemos um raio-X. É também usado em vários equipamentos de informática. 
O Alumínio era usado pela facilidade com que se lhe dava forma, pela sua baixa 
densidade e pela sua elevada resistência à corrosão. O alumínio foi muito importante no 
desenvolvimento dos transportes e da aeronáutica principalmente quando se deu a crise 
O Ferro, um metal muito utilizado: A palavra “Ferro” pode ter vários sentidos, 
dependendo do contexto em que a utilizarmos. Por um lado podemo-nos referir ao 
material que é utilizado, por exemplo, para construir linhas de caminhos-de-“ferro”, na 
construção de edifícios e até em alguns utensílios domésticos. Por outro, podemo-nos 
referir aos íons Ferro que constituem, por exemplo, a ferrugem. Esses íons são iguais ao 
átomo correspondente, mas com carência de elétrons e formam-se quando o ferro se 
oxida. A ferrugem não tem a consistência do ferro e ocupa mais espaço. Esse processo, a 
oxidação, é um processo lento principalmente se tomar algumas medidas anti-corrosão o 
que diminui muitos dos prejuízos causados pela ferrugem. Mas essa oxidação não tem só 
efeitos prejudiciais, por exemplo, sem a sua existência não existiam as pilhas. 
9 | P á g i n a 
 
petrolífera e para diminuir o consumo dos transportes se teve de mudar a sua constituição 
para metais mais leves. 
Com o Titânio a espessura das camadas das chapas diminuiu e, além disso, este metal 
era também mais leve e foi também utilizado na construção de veículos. 
A investigação e o desenvolvimento da metalurgia permitem cada vez mais um 
profundo conhecimentodas propriedades tanto físicas como químicas dos metais o que leva a 
que cada vez mais seja mais fácil de modificar a composição dos metais para se adaptarem as 
nossas necessidades. Estas modificações não têm só vantagens e como as chapas são cada vez 
mais finas e preciso redobrar o cuidado a ter com problemas como a corrosão. Para tentar 
combater e proteger as peças formadas com esse metal foi inventado processos como a 
niquelagem, a cromagem e a estanhagem. 
Recentemente, os metais têm também sido muito utilizados na medicina onde, por 
exemplo, o aço inoxidável o titânio e a prata são utilizados para reparar fraturas de ossos. 
 
 
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2. A IMPORTÂNCIA DOS TRATAMENTOS TÉRMICOS 
 
As propriedades mecânicas, bem como o desempenho em serviço, de um metal e em 
especial das ligas dependem da sua composição química, da estrutura cristalina, do histórico 
de processamento e dos tratamentos térmicos realizados. De forma simplificada os 
tratamentos térmicos podem ser descritos por: são ciclos de aquecimento e resfriamento 
controlados em material metálico (metal ou liga) que causam modificações na microestrutura 
do mesmo. Essas modificações têm por consequência alterações nas propriedades mecânicas 
e no comportamento em serviço. 
 
Figura 1 - Representação esquemática de ciclos de tratamentos térmicos para o aço 
A Figura 2 ilustra o efeito de diferentes tratamentos térmicos nas propriedades 
mecânicas de um aço AISI 1040. Observa-se que em um único aço, isto é, com a mesma 
composição química, podem ser obtidas propriedades mecânicas muito diferentes 
realizando-se tratamentos térmicos distintos. 
 
 
Figura 2 - Aço 1040 submetido a diferentes tratamentos térmicos. Tratamentos térmicos: Quenched 
(têmpera), tempered (revenimento), annealed (recozimento) 
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O tratamento térmico às vezes acontece inadvertidamente, como “efeito colateral” de 
um processo de fabricação que cause aquecimento ou resfriamento no metal, como nos casos 
de soldagem e de forjamento. 
O tratamento térmico é normalmente associado com o aumento da resistência do 
material, mas também pode ser usado para melhorar a usinabilidade1, a conformabilidade2 e 
restaurar a ductilidade3 depois de uma operação a frio. Logo, o tratamento térmico é uma 
operação que pode auxiliar outros processos de manufatura e/ou melhorar o desempenho de 
produtos, aumentando sua resistência ou alterando outras características desejáveis. 
 
Os aços são especialmente adequados para o tratamento térmico, uma vez que: 
● respondem satisfatoriamente aos tratamentos, em termos das características 
desejadas; 
● seu uso comercial supera o de todos os demais materiais. 
 
Os aços são tratados para uma das finalidades abaixo: 
 
AMOLECIMENTO - (softening) 
 
O amolecimento é feito para redução da dureza4, remoção de tensões residuais, 
melhoria da tenacidade5, restauração da ductilidade, redução do tamanho do grão ou 
alteração das propriedades eletromagnéticas do aço. 
Restaurar a ductilidade ou remover as tensões residuais6 é uma operação necessária 
quando uma grande quantidade de trabalho a frio tenha sido executada (como laminação7 a 
frio ou trefilação8). 
As principais formas de amolecimento do aço são: recozimento de recristalização, 
recozimento pleno, recozimento de esferoidização e normalização. 
 
 
ENDURECIMENTO – (hardening) 
 
O endurecimento dos aços é feito para aumentar a resistência mecânica, a resistência 
ao desgaste e a resistência à fadiga9. O endurecimento é fortemente dependente do teor de 
carbono do aço. A presença de elementos de liga possibilita o endurecimento de peças de 
grandes dimensões, o que não seria possível quando do uso de aços comuns ao carbono. 
Os tratamentos de endurecimento são: têmpera, austêmpera, e martêmpera. 
Para aumentar a resistência ao desgaste é suficiente a realização de um endurecimento 
superficial (que também leva ao aumento da resistência a fadiga). Pode-se assim proceder a 
uma têmpera superficial ou a um tratamento termo-químico, que consiste na alteração da 
composição química da superfície pela difusão de elementos como carbono, nitrogênio e 
boro. 
 
 
MODIFICAÇÃO DAS PROPRIEDADES DO MATERIAL 
 
O tratamento térmico, a rigor, é usado para modificar as propriedades dos materiais. 
Estes processos modificam o comportamento dos aços de um modo benéfico, de forma a 
maximizar a vida útil das partes (alívio de tensões), ou as propriedades de resistência 
(tratamento criogênico), ou alguma outra propriedade desejada (envelhecimento). 
 
Foi selecionada uma amostra de aço com médio teor de carbono – Aço 1040 – para ser 
analisada metalograficamente10. Essa amostra passou por um lixamento e posteriormente 
por um pré-polimento para facilitar e diminuir o tempo na politriz11, sendo realizado 
12 | P á g i n a 
 
posteriormente o ataque químico. Esse ataque foi feito com o NITAL 2% (2% ácido nítrico e 
98%de álcool etílico), revelando os contornos de grão de ferrita e nas estruturas de 
martensita com presença de ferrita. 
 
Na Figura 3 está registrada a análise micrográfica realizada em microscópio óptico, 
com aumento de 100, 200 e 400 vezes, respectivamente. Já na Figura 4 temos a micrografia 
da amostra submetida à têmpera em óleo, com aumentos de 100, 200 e 400 vezes, 
respectivamente. 
Figura 3 - Aço 1040, aumento de 100X, 200X e 400X, ataque com NITAL 2% 
 
Figura 4 - Aço 1040 temperado em óleo, aumento de 100X, 200X e 400X, ataque com NITAL 2% 
 
Na Figura 5, temos a fotografia da amostra submetida à cementação por 4 horas a 
1000°C, com aumento de 100 vezes. 
 
 
Figura 5 - Aço 1040 cementado por 4 horas a 1000°C, aumento de 100X, ataque com NITAL 2% 
 
 
 
13 | P á g i n a 
 
Os fatores que determinam os tipos de tratamentos térmicos são: temperatura, taxas de 
aquecimento e resfriamento, tempo de permanência em uma determinada temperatura. A 
escolha adequada desses elementos está diretamente relacionada com a estrutura das ligas. 
Esquematicamente, a estrutura das ligas e os tratamentos térmicos relacionados com 
essas ligas são apresentados a seguir. 
 
Metal puro + Elemento de Liga = Liga 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ligas ferrosas 
Aços 
Ferros fundidos 
 
Tratamento Térmico: têmpera, recozimento, 
normalização, revenimento. 
Ligas não-ferrosas 
Aços inoxidáveis 
 
 
Tratamento Térmico: solubilização, 
envelhecimento e recozimento. 
14 | P á g i n a 
 
3. FATORES QUE INFLUENCIAM O TRATAMENTO TÉRMICO 
 
Sempre que fizermos um tratamento térmico, o seu sucesso ou fracasso será 
determinado por alguns fatores-chave que deverão ser muito bem observados. Um erro de 
avaliação de um deles fará com que tenhamos como resultado uma microestrutura diferente 
da prevista e por consequência um material com propriedades diferentes das desejadas. 
Os tratamentos térmicos devem sempre envolver ciclos de aquecimento e resfriamento 
ou, em outras palavras, a aplicação controlada de temperatura. Para a compreensão e 
principalmente o controle adequado de um tratamento térmico, os principais fatores que 
devem ser considerados são: 
a) Aquecimento e resfriamento; 
b) Tempo de permanência à temperatura; 
c) Ambiente de aquecimento e resfriamento; 
d) Proteção das peças. 
 
 
AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO 
 
 Levando-se em consideração que o objetivo fundamental do tratamento térmico é a 
modificação das propriedades mecânicas do material, verifica-se que isso só é possível 
mediante uma modificação na estrutura interna, ou seja, transformação na estrutura original. 
Assim, é necessário que o material considerado seja aquecido a uma temperatura que 
permita que transformaçõesinternas ocorram. 
Essa temperatura, em geral, deve ser superior à temperatura de recristalização do 
material, no caso dos aços é a temperatura crítica, ou temperatura de austenitização 
(temperatura na qual a austenita é estável). 
As ligas metálicas apresentam temperaturas de recristalização diferentes, desde 
relativamente baixas até muito elevadas, próximas ao ponto de fusão do material. Neste 
último caso, para o aquecimento, deve ser considerado o fator velocidade de aquecimento. 
A velocidade de aquecimento não pode ser muito lenta, pois baixas velocidades 
conduzem a um crescimento de grão o que, na maioria das vezes, prejudica as propriedades 
mecânicas. Por outro lado, materiais em elevado estado de tensões internas não podem ser 
aquecidos muito rapidamente, o que poderá provocar empenamento ou mesmo 
aparecimento de fissuras na peça. Em certos casos, onde a temperatura final é muito elevada, 
é comum subdividir o aquecimento em duas ou três etapas, para evitar tempo muito longo de 
aquecimento, excessivo crescimento de grão e choque térmico, no caso de se colocar o 
material diretamente da temperatura ambiente a temperatura elevada. 
O resfriamento subsequente completa as alterações estruturais e confere ao material as 
propriedades mecânicas desejadas. 
Há necessidade de dispor-se de equipamento ou “fornos” e instrumentação adequada 
para o aquecimento, o controle e o registro das temperaturas. 
 
A Figura 6 exibe parte ampliada do diagrama Fe-C. Corresponde à região dos aços e a 
temperaturas até a formação da austenita. 
As seguintes definições são aplicáveis: 
 
Temperatura crítica inferior: temperatura abaixo da qual não existe austenita. Linha 
A1. 
Temperatura crítica superior: temperatura acima da qual todo o material é austenita. 
Linha A3 para aços hipoeutetóides e Acm para aços hipereutetóides. 
 
 
15 | P á g i n a 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6 – Diagrama de Fases Fe-C 
 
TEMPO DE PERMANÊNCIA À TEMPERATURA 
 
A influência do tempo de permanência à temperatura de aquecimento é semelhante à 
influência da máxima temperatura de aquecimento, ou seja, o tempo à temperatura deve ser 
o suficiente para que as peças se aqueçam de modo uniforme, através de toda sua seção. 
Deve-se evitar manter a peça em tempo superior ao necessário, pois pode haver indesejável 
crescimento de grão, bem como em determinadas ligas, uma maior possibilidade de oxidação. 
Geralmente, para se calcular o tempo de permanência à temperatura, considera-se 1 hora por 
polegada de espessura da peça, considerando a seção de maior espessura da mesma. No caso 
de peças temperadas e revenidas, o tempo de permanência na temperatura de revenido será 
igual ao tempo calculado para a têmpera, acrescido de 1 hora. Ao tempo de permanência à 
temperatura dá-se o nome de tempo de patamar ou tempo de encharque12. 
O gráfico da Figura 7 é um exemplo aproximado para um aço eutetóide, considerado 
inicialmente em temperatura na região da austenita (acima de 727°C, linha A) e 
posteriormente resfriado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7 – Curva TTT 
16 | P á g i n a 
 
 
 
Essas curvas são conhecidas como TTT (tempo, temperatura, transformação). 
Exemplo: se rapidamente resfriado para T = 500°C e mantido nessa temperatura, a 
transformação da austenita começa em t0 e termina em t1. Ou melhor, a curva vermelha 
marca o início da transformação e a azul, o término. 
Na parte superior (de 700 até aproximadamente 560°C) há formação de perlita, tanto 
mais fina (e dura) quanto menor a temperatura. 
Na parte inferior (de 560 até cerca de 200°C) há formação de bainita (ferrita mais 
carboneto de ferro fino), de dureza maior que a perlita anterior e, de forma similar, mais dura 
em temperaturas mais baixas. 
Entretanto, na faixa de 200°C, há formação de uma nova estrutura, a martensita, em 
forma de agulhas e bastante dura (superior às anteriores). A linha Horizontal Mi marca o 
início e a Mf, o fim da transformação. 
A formação da martensita é o princípio básico da têmpera dos aços, isto é, o tratamento 
térmico para aumentar a dureza. Entretanto, nem todos os aços admitem têmpera. Em geral, 
somente com teor de carbono acima de 0,3% e velocidade de resfriamento alta. 
 
 
AMBIENTE DE AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO 
 
Aquecimento 
 
Em certas ligas metálicas, a atmosfera comum pode provocar alguns fenômenos 
prejudiciais, como o caso dos aços, onde duas reações muito comuns podem causar alguns 
problemas: 
 
Oxidação: resulta em formação de uma película oxidada “casca de óxido”. 
 
Descarbonetação: resulta na formação de uma camada mais mole na superfície do aço. 
A descarbonetação, que pode acontecer junto com a oxidação, considerada como uma 
oxidação do carbono. 
 
Esses fenômenos são evitados pelo emprego de uma atmosfera protetora ou controlada 
no interior do forno. As atmosferas protetoras mais comuns são as obtidas pela combustão 
total ou parcial do carvão, óleo ou gás, pelo emprego de hidrogênio, nitrogênio amônia 
dissociada e, eventualmente, do vácuo. Banhos de sal também constituem um eficiente 
ambiente protetor. 
 
 
Resfriamento 
 
Este é o fator mais importante para certas ligas, entre as quais os aços são as mais 
consideradas do ponto de vista de tratamentos térmicos. Nessas ligas, modificando-se a 
velocidade de resfriamento após permanência adequada à temperatura de aquecimento, 
pode-se obter mudanças estruturais que promovem o aumento da ductilidade ou elevação da 
dureza e da resistência mecânica. 
A escolha do meio de resfriamento é fundamental no processo. Contudo, a forma da 
peça, no que se refere a grandes alterações dimensionais, seções muito finas, etc., pode levar à 
escolha dos meios de resfriamento diferentes dos que teoricamente seriam os mais indicados. 
Um meio muito drástico de resfriamento, como solução aquosa, conduz ao 
aparecimento de elevadas tensões internas que prejudicam a qualidade final da peça, 
obrigando à seleção de um meio mais brando que, por outro lado, pode não representar a 
17 | P á g i n a 
 
solução ideal, pois impede que as modificações estruturais visadas se realizem 
completamente. Nessas condições, procura-se frequentemente uma nova composição da liga 
que possa admitir o emprego de um resfriamento mais severo, sem prejudicar a estrutura 
final da peça. 
Os meios mais utilizados industrialmente para o resfriamento, a partir do mais rápido 
(o mais agressivo), são os seguintes: 
1) Solução Aquosa a 10% de NaCl ou NaOH ou Na2CO3 
2) Água 
3) Óleos com Várias Viscosidades 
4) Ar 
5) Vácuo 
 
Por outro lado, conforme esses meios estejam em agitação ou em repouso, sua 
velocidade é igualmente alterada, de modo que a prática dos tratamentos térmicos deve levar 
em conta esse fato. 
 
 
PROTEÇÃO DAS PEÇAS 
 
Se um aço for aquecido até temperatura acima de 600°C em uma atmosfera rica em 
oxigênio, como, por exemplo, o ar ambiente, ocorrerá na superfície da peça um fenômeno 
chamado de descarbonetação. A descarbonetação nada mais é do que a combinação do 
carbono do aço com o oxigênio livre do ambiente. Este processo conduz à perda de carbono 
do aço a partir da sua superfície, fazendo com que a peça fique com uma camada com teor 
reduzido em carbono. A espessura desta camada dependerá do tempo e da temperatura em 
que a peça ficará exposta a estas condições. Obviamente esta é uma situação normalmente 
indesejável, pois a diminuição do teor de carbono conduzirá a uma diminuição na dureza. 
Este fato se torna mais grave quando realizamos um tratamento térmico de têmpera, pois 
uma diminuição no teor de carbono provoca uma queda sensível na dureza, já que a dureza 
da martensita depende do teor de carbono. Assim sendo, as peças submetidas a tratamentos 
térmicos deverão ser protegidaspor uma atmosfera neutra que impeça a descarbonetação. 
Isto pode ser conseguido utilizando-se fornos que produzam este tipo de atmosfera ou, caso 
isto não seja possível, deve-se envolver as peças em uma substancia rica em carbono como 
cavacos de ferro fundido ou carvão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 | P á g i n a 
 
4. PRINCIPAIS TIPOS DE TRATAMENTOS TÉRMICOS 
 
Os processos térmicos se caracterizam pelo aquecimento das peças, permanência numa 
dada temperatura, podendo ou não receber substâncias que são agregadas à sua estrutura; 
resfriamento em velocidades, ritmos e condições diferentes. 
 
 
4.1. RECOZIMENTO 
 
O processo de recozimento é aplicável a aços que possuem baixo ou médio teor de 
carbono, isto é, para aços que possuam até 0,5% de carbono ou para teores mais elevados 
desde que não possuam elementos de liga. O objetivo deste tratamento é o de conferir uma 
dureza baixa, resistência mecânica baixa e uma ductilidade alta. É aplicável a peças em que se 
deseja fazer usinagem ou conformação mecânica. Basicamente este processo consiste no 
aquecimento do material até a temperatura de austenitização seguindo-se um resfriamento 
lento até a temperatura ambiente. Geralmente basta que a peça seja deixada no forno 
desligado, produzindo-se um resfriamento lento. Esta forma de resfriamento é aplicável para 
aços de baixa e média temperabilidade13. Neste caso o recozimento será dito recozimento 
convencional ou recozimento pleno. 
Para os aços que possuem temperabilidade mais alta muitas vezes pode ser necessário 
diminuir muito a velocidade de resfriamento para que a dureza seja suficiente baixa. Nestes 
casos será necessário proceder à transformação a uma temperatura constante ou quase 
constante. Este procedimento dá origem ao que se convenciona chamar de recozimento 
isotérmico. A diferença deste processo para o de esferoidização é que as temperaturas são 
mais baixas fazendo com que os tempos sejam menores. De qualquer modo este tratamento 
conduz a tempos maiores do que os do recozimento convencional e este fator deve ser 
considerado quando o realizarmos. 
Como já foi citado anteriormente o recozimento visa à obtenção de perlita grosseira por 
ser esta a estrutura que propícia as propriedades desejadas. 
Existem, basicamente, 3 tipos principais de recozimento: 
1) Recozimento pleno; 
2) Recozimento subcrítico / alívio de tensões; 
3) Esferoidização. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Figura 8 (ao lado) é o 
diagrama de 
transformação da austenita 
versus tempo, acrescido da 
curva de resfriamento 
típica do recozimento 
(linha contínua com seta). 
 
19 | P á g i n a 
 
RECOZIMENTO PLENO 
 
O recozimento pleno ou simplesmente recozimento, consiste em austenitizar o aço, 
resfriando-o lentamente a seguir. A temperatura de autenitização14 deve ser de mais ou 
menos 50°C acima de 723°C. 
 
1- Aquecer a peça até, pelo menos, 50°C acima da temperatura de austenitização; 
2- Cumprir o tempo de encharque previsto; 
3- Resfriar de forma lenta, normalmente dentro do forno desligado. 
 
 
RECOZIMENTO SUBCRÍTICO OU ALÍVIO DE TENSÕES 
 
É aquele em que o aquecimento se dá a uma temperatura abaixo da temperatura de 
austenitização. O recozimento subcrítico é usado para recuperar a ductilidade do aço 
trabalhado a frio (encruado15). 
 
1- Aquecer a uma temperatura entre 600°C e 680°C; 
2- Cumprir o tempo de patamar; 
3- Resfriar lentamente ao ar livre. 
 
ESFEROIDIZAÇÃO 
 
Consiste em operações de aquecimento e resfriamento que visam deixar o carboneto de 
ferro (cementita) o mais arredondado possível, melhorando a ductilidade e a tenacidade do 
aço. 
Há vários métodos para se obter uma estrutura de carbonetos esferoidizados em 
matriz ferrítica. 
Por exemplo: 
1) Manutenção por tempo prolongado à temperatura pouco abaixo de 723°C; 
2) Aquecimento e resfriamento alternantes entre 2 temperaturas pouco acima e pouco 
abaixo de 723°C; 
3) Aquecer acima da temperatura para dissolução dos carbonetos (ACM), seguido de 
resfriamento rápido (para evitar formação de rede de carbonetos) até temperatura pouco 
abaixo de 723°C. Manter nesta temperatura, conforme o método 1, ou seguir o método 2. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9 – Microestrutura ferrítica-perlítica de 
uma aço SAE 1045 laminado a quente 
Figura 10 – Microestrutura obtida após 
recozimento de esferoidização 
20 | P á g i n a 
 
OUTROS TIPOS DE RECOZIMENTO 
 
Recozimento azul 
Recozimento realizado em condições tais que se forme uma superfície metálica uma 
camada de óxido uniforme e aderente, de cor azulada. Utiliza-se para peças de ferro fundido 
que necessitam de menor dureza do que a obtida após a fundição. 
 
Recozimento ferrítico 
Recozimento aplicado ao ferro fundido, destinado à obtenção de matriz ferrítica. 
Também denominado ferritização. Utiliza-se para peças de ferro fundido que necessitem de 
dureza abaixo daquela obtida após a fundição. 
 
Recozimento intermediário 
Recozimento realizado pela permanência em temperatura dentro da zona crítica. 
Utiliza-se para peças que necessitam ser usinadas, com remoção de cavacos16, sob condições 
particulares. 
 
Recozimento isotérmico 
Recozimento caracterizado por uma austenitização seguida de transformação 
isotérmica17 da austenita na região formação da perlita. Utiliza-se para peças que necessitam 
ser usinadas, com remoção de cavacos e que após a usinagem, devam sofrer tratamentos 
térmicos finais com distorções dimensionais mínimas e sempre repetitivas para grandes 
séries de produção. 
 
Recozimento para crescimento de grão 
Recozimento caracterizado por permanência em temperatura significativamente acima 
de zona crítica, resfriamento lento até a temperatura abaixo do ponto A1 e subsequente 
resfriamento arbitrário até a temperatura ambiente, destinado a produzir crescimento de 
grão. Utiliza-se para peças que necessitam ser usinadas, com remoção de cavacos e que, após 
a usinagem, devem sofrer tratamentos térmicos finais com distorções dimensionais mínimas 
e sempre repetitivas para grandes séries de produção. 
 
Recozimento para homogeneização 
Recozimento caracterizado por um aquecimento até uma temperatura 
consideravelmente acima do ponto AC3, longa permanência nessa temperatura e 
resfriamento adequado ao fim em vista, para eliminação de variações locais de composição 
do material. 
 
Recozimento para recristalização 
Recozimento caracterizado pela permanência em temperatura dentro da faixa de 
recristalização, após deformação realizada abaixo dessa faixa. Utiliza-se para peças 
deformadas plasticamente a frio, com a finalidade de reduzirem aos seus limites de 
escoamento e de resistência. 
 
Recozimento para solubilização 
Recozimento em consequência do qual um ou mais constituintes entram em solução. 
Geralmente caracterizado por um resfriamento rápido destinado à retenção daqueles 
constituintes em solução na temperatura ambiente. Também denominado solubilização. 
Utiliza-se para peças que, durante as diversas etapas de produção, apresentam segregações 
dos elementos de liga da matriz básica. 
 
 
 
21 | P á g i n a 
 
4.2. TÊMPERA 
 
O tratamento térmico de têmpera nos aços tem como objetivo a obtenção de uma 
microestrutura que proporcione propriedades de dureza e resistência mecânica elevadas. 
Neste processo, a região a ser temperada é inicialmente aquecida à temperatura de 
austenitização e em seguida, é submetida a um resfriamento rápido. 
 A microestrutura resultante é composta predominantemente de martensita, uma fase 
que apresenta elevada dureza. Durante o processo de resfriamento, a queda da temperatura 
promove transformações estruturais que acarretam o surgimento de tensões internas. O 
desenvolvimento destas tensões internas, por sua vez, influenciaa cinética das 
transformações de fase, alterando as temperaturas em que estas transformações ocorrem. 
Desta forma, é necessário conhecer o comportamento termomecânico do aço durante todo o 
processo para descrever adequadamente um tratamento térmico como a têmpera. A têmpera 
em aços é, portanto, um problema complexo que envolve o acoplamento entre fenômenos 
térmicos, de transformação de fase e mecânicos. 
 É importante ressaltar que o aquecimento deve ser lento no início, a fim de não 
provocar defeitos no metal. A manutenção da temperatura varia de acordo com a forma da 
peça e o tempo nessa fase deve ser bem controlado. Em seguida, o aço é submetido a um 
resfriamento rápido, provocando a obtenção de uma estrutura martensítica. 
O processo provoca algumas deficiências no aço, como a redução da ductilidade e da 
tenacidade, além de tensões internas que podem ocasionar deformação, empenamento e 
fissuração. Por conta disso, é recomendável que o aço temperado seja submetido ao 
revenimento. 
 
 
 
 
 
 
PROCEDIMENTOS PARA A REALIZAÇÃO DA TÊMPERA 
 
1- Aquecer a peça até 50°C acima da temperatura de austenitização; 
2- Cumprir o tempo de patamar; 
3- Resfriar o mais rápido possível em: água, ou óleo, ou polímero etc. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11 – Fotomicrografia da seção reta da 
parede de um tubo de aço SAE 1045 no estado 
de entrega 
Figura 12 – E após o tratamento de têmpera e 
revenimento por indução eletromagntica- 
1100X 
22 | P á g i n a 
 
ETAPAS DE RESFRIAMENTO NA TÊMPERA 
 
A têmpera em meio líquido ocorre em três estágios, à proporção que a peça esfria. 
 
1. Formação de filme contínuo de vapor sobre a peça. 
Este estágio deve ser tão curto quanto possível. A água apresenta um estágio de filme 
contínuo particularmente longo. Para aliviar este problema pode-se agitar a peça durante o 
início da têmpera para romper o filme. 
2. Formação discreta da bolha de vapor sobre a peça. 
Quando a peça esfria o suficiente, o filme contínuo de vapor dá lugar à formação e 
subsequente desprendimento de bolhas. Neste estágio, também é importante a agitação (ou 
circulação forçada do meio de têmpera), para se evitar a permanência de bolhas sobre os 
mesmos pontos por tempos longos, causando pontos resfriados mais lentamente, chamados 
pontos moles. 
3. Resfriamento por condução e convecção. 
Neste estágio, a peça já atingiu superficialmente uma temperatura insuficiente para 
vaporizar o meio de têmpera. Este estágio é controlado, basicamente, pela capacidade 
calorífera do meio de têmpera, pelas condições interfaciais peça-meio de têmpera e pela 
agitação. A água apresenta um 3° estágio extremamente rápido. 
 
 
TÊMPERA SUPERFICIAL 
 
A têmpera superficial consiste em produzir-se uma têmpera localizada apenas na 
superfície das peças de aço, que assim adquirirá as propriedades e característicos típicos da 
estrutura martensítica. Vários são os motivos que determinam a preferência do 
endurecimento superficial em relação ao endurecimento total: 
● dificuldade, sob os pontos de vista prático e econômico, de tratar-se de peças de 
grandes dimensões nos fornos de tratamento térmico convencional; 
● possibilidade de endurecer-se apenas nas áreas críticas de determinadas peças, como 
por exemplo, dentes de grandes engrenagens, guias de máquinas operatrizes, grandes 
cilindros, etc. 
 
Por outro lado, as propriedades resultantes da têmpera superficial são: 
● superfícies de alta dureza e resistência ao desgaste; 
● boa resistência à fadiga por dobramento, 
● boa capacidade para resistir cargas de contato; 
● resistência satisfatória ao empenamento. 
 
Algumas recomendações são necessárias para obtenção dos melhores resultados: 
● procurar obter camadas endurecidas pouco profundas; de fato, profundidades 
maiores, desnecessárias, podem provocar o empenamento ou fissuras de têmpera ou 
desenvolver tensões residuais excessivamente altas, sob a camada endurecida; 
● levar em conta que a espessura da camada endurecida depende de cada caso 
específico, tendo em vista as resistências ao desgaste e à fadiga desejada, a carga de serviço 
das peças, as dimensões destas e, inclusive o equipamento disponível; como exemplo deve-se 
lembrar que se a camada endurecida corresponder a uma fração significativa da espessura da 
peça pode resultar tensões residuais de compressão de pequeno valor nessa camada 
endurecida, de modo a ter-se melhora insignificante na resistência à fadiga. 
 
As temperaturas de aquecimento devem proporcionar a austenitização do aço, pois 
somente assim obtém-se no resfriamento posterior a martensita. 
23 | P á g i n a 
 
TÊMPERA SUPERFICIAL POR CHAMA 
 
Neste processo aquece-se rapidamente, acima da temperatura crítica, a superfície a ser 
endurecida, por intermédio de uma chama de oxiacetileno, seguindo-se um jato de água, em 
forma de borrifo, de modo a produzir uma camada endurecida até a profundidade desejada. 
Existe em inúmeros dispositivos utilizados na operação. No caso mais simples de 
formas cilíndricas, leva-se a efeito o tratamento mediante a utilização de um dispositivo 
semelhante ao torno, entre as pontas do qual é colocada a peça, sendo a tocha de oxiacetileno 
e o bocal de água colocado no carro do torno. 
A peça gira a uma velocidade periférica determinada, ao mesmo que a tocha, 
dimensionada de modo a abranger a área que se deseja endurecer, aquece sucessivamente a 
superfície, seguindo-se imediatamente o resfriamento pela água. Com esta disposição, há 
probabilidade de se formarem faixas mais moles com alguns milímetros de largura. Para 
evitar esse inconveniente, prefere-se aquecer a superfície com uma tocha de chama múltipla 
e forma anular, que se movimenta ao longo de peça girando rapidamente. O bocal de 
resfriamento apresenta também uma forma anular. A espessura da camada endurecida pode 
variar desde apenas uma casca superficial até cerca de 10 mm. 
O dispositivo descrito, adaptado em máquina do tipo de um torno, dá uma idéia da 
maneira de realizar-se a têmpera superficial por chama. 
O método mais simples é o chamado estacionário, em que se aquecem apenas 
localmente áreas selecionadas da peça, com subsequente resfriamento, ou por borrifo ou até 
mesmo por imersão. 
Este método mais simples, porque não exige equipamento elaborado, além 
evidentemente do dispositivo de chama e, eventualmente, dispositivo de fixação e de controle 
do tempo para permitir um aquecimento mais uniforme. 
As velocidades de aquecimento por chamas de oxiacetileno variam de 5 a 30 
cm/minutos e, normalmente, o meio de resfriamento é água à temperatura ambiente, ou 
eventualmente quando se deseja uma têmpera menos severa, ar. 
O método “giratório” é empregado em peças de secção circular ao semicircular, tais 
como rodas, cames e pequenas engrenagens na sua forma mais simples utilizam-se um 
mecanismo para girar a peça num plano horizontal ou vertical, ficando sua superfície sujeita à 
ação da chama. 
Desde que se consiga um aquecimento uniforme, a velocidade de rotação é 
relativamente pouco importante. Depois que a superfície da peça tiver sido aquecida - por 
intermédio de um ou mais cabeçotes de chamas - a chama é extinta ou retirada e a peça é 
resfriada por imersão, borrifo ou por uma combinação de ambos os métodos. 
Em contraste com o método progressivo, em que o gás combustível usado e geralmente 
acetileno - devido sua elevada temperatura de chama e rápido aquecimento - no método 
giratório, resultados satisfatórios são obtidos com gás natural (metano), propano, além de 
gás fabricado. 
Finalmente, o método “combinado progressivo - giratório” alia os dois anteriores: a 
peça é girada, como no método giratório ao mesmo tempo em que a chama se movimenta de 
uma extremidade à outra. Somente uma faixa estreita de circunferência é aquecida 
progressivamente, à medida quea chama se move de uma extremidade à outra da peça. O 
resfriamento segue imediatamente atrás da chama. 
Vários gases combustíveis podem ser usados na têmpera por chama. 
 
 
 
 
 
 
24 | P á g i n a 
 
TÊMPERA POR INDUÇÃO 
 
O calor para aquecer uma peça pode ser gerado na própria peça por indução 
eletromagnética18. Assim se uma corrente alternada flui através de um indutor ou bobina de 
trabalho, estabelece-se nesta um campo eletromagnético altamente concentrado, o qual induz 
um potencial elétrico na peça a ser aquecida envolvida pela bobina e, como a peça representa 
um circuito Fe-Chado, a voltagem induzida provoca o fluxo de corrente. A resistência da peça 
ao fluxo da corrente induzida causa aquecimento por perdas I2R19. 
O modelo de aquecimento obtido por indução depende da forma da bobina de indução 
que produz o campo magnético, do número de voltas da bobinas, da frequência de operação e 
da forma elétrica da corrente alternada. 
A velocidade de aquecimento obtida com bobinas de indução depende da intensidade 
do campo magnético ao qual se expõe a peça. Nesta, a velocidade de aquecimento é função 
das correntes induzidas e da resistência ao seu fluxo. Quando se deseja aquecimento a 
pequena profundidade, ou seja, camada endurecida de pequena espessura, adota-se 
geralmente corrente de alta frequência; baixa ou intermediárias são utilizadas em aplicações 
onde se deseja aquecimento a maior profundidade. 
Do mesmo modo a maioria das aplicações de têmpera superficial exige densidade de 
força (KW/cm2) relativamente alta e ciclos de aquecimentos curtos, de modo a restringir o 
aquecimento à área superficial. 
Camadas endurecidas da ordem de 0,25 mm são obtidas, mediante a aplicação de 
correntes de frequência elevada - 100hKz a 1Mhz - alta densidade de força e tempo reduzido. 
Camadas mais espessas, de 12 mm ou mais, são obtidas por correntes de frequência baixa - 3 
a 25khz - e períodos de tempo mais longos. 
 
Em resumo, o controle da profundidade de aquecimento é conseguido, jogando-se com 
as seguintes variáveis: 
- forma da bobina; 
- distância ou espaço entre a bobina de indução a peça; 
- taxa de alimentação de força; 
- frequência; 
- tempo de aquecimento. 
 
Nós temos vários tipos de bobinas de indução para alta frequência, um dos tipos 
consiste solenóide para aquecimento externo; entre os vários tipos temos vários e diferentes 
processos aplicados no aquecimento superficial por indução, pode se citar: 
a) Têmpera simultânea, em que a peça a ser temperada é feita girar dentro da bobina; 
uma vez atingindo o tempo necessário para o aquecimento, a força é desligada e a peça 
imediatamente resfriada por um jato de água; 
b) têmpera contínua, em que a peça, ao mesmo tempo em que gira no interior da 
bobina de indução, move-se ao longo do seu eixo, de modo a se ter uma aplicação progressiva 
de calor. O dispositivo de resfriamento está montado a certa distância da bobina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 | P á g i n a 
 
OUTROS TIPOS DE TÊMPERA 
 
Têmpera da camada cementada 
Têmpera restrita à camada periférica da peça cementada. Utiliza-se para peças 
cementadas onde o núcleo deve apresentar durezas baixas. 
 
Têmpera diferencial 
Tratamento onde somente parte da peça segue o ciclo de temperaturas de têmpera. 
Também denominada têmpera seletiva. Utiliza-se para peças que necessitam de regiões 
duras e algumas regiões moles. 
 
Têmpera direta de cementação 
Têmpera de peça cementada diretamente da temperatura de cementação sem 
resfriamento intermediário. 
 
Têmpera do núcleo 
Têmpera do material do núcleo de peça cementada. Utiliza-se para peças cementadas, 
onde o núcleo deve apresentar durezas “médias”. 
 
Têmpera dupla 
Têmpera de pela cementada realizada em duas etapas. A primeira a partir da 
temperatura de têmpera do material do núcleo e a segunda a partir da temperatura da 
têmpera do material da camada cementada. Utiliza-se para peças com camadas profundas de 
cementação, com a finalidade de aumentar-se a tenacidade do núcleo. 
 
Têmpera em água 
Têmpera em que o agente de resfriamento (meio de têmpera) é a água. 
 
Têmpera em óleo 
Têmpera em que o agente de resfriamento (meio de têmpera) é o óleo. 
 
Têmpera em salmoura 
Têmpera em que o agente de resfriamento (meio de têmpera) é uma salmoura. 
 
Têmpera por imersão 
Têmpera em que o aquecimento é produzido pela imersão da peça em banho de metais 
ou sais fundidos ou outro meio líquido adequado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.3. REVENIMENTO OU REVENIDO 
 
O revenimento é um tratamento térmico realizado logo após a têmpera. Esse 
tratamento térmico causa alívio de tensões na peça temperada, que tem por consequência 
uma diminuição de resistência de mecânica e também um aumento na ductilidade e na 
tenacidade. As temperaturas nas quais são realizados os tratamentos térmicos de 
revenimento estão sempre abaixo da temperatura crítica (temperatura onde se inicia a 
formação de austenita). No entanto, existem algumas faixas de temperatura “proibidas” em 
função da fragilização de alguns tipos de aços. Essas temperaturas estão em torno de 300°C e 
de 550°C. 
 
 
PROCEDIMENTOS PARA A REALIZAÇÃO DO REVENIMENTO 
 
1- Aquecer a peça abaixo da temperatura de austenitização; 
2- Cumprir o tempo de patamar, acrescentando uma hora ao tempo determinado para a 
têmpera; 
3 - Resfriamento lento (ao ar tranquilo ou forçado) ou rápido (no mesmo meio de 
têmpera). 
 
Dependendo da temperatura de revenido, pequenas ou grandes transformações na 
estrutura martensítica podem ocorrer. Na realidade, existem duas faixas de temperaturas 
favoráveis para o revenido dos aços, no sentido de melhorar sua tenacidade: 
- 150°C a 200°C – não há modificações estruturais sensíveis resultando apenas em um 
ligeiro acréscimo da tenacidade; 
- acima de 425°C – nessa faixa ocorrem maiores transformações estruturais e 
mecânicas. Obtém-se uma melhora considerável da tenacidade, com prejuízo, porém, da 
resistência mecânica e da dureza. 
 
A faixa mais baixa de temperatura é recomendada para aplicações que exigem altas 
resistências mecânicas e a fadiga, em aços de médio-carbono e onde as cargas são 
principalmente de compressão, como em mancais e engrenagens de alto-carbono. O revenido 
acima de 425°C é empregado em peças cujo principal característica deva ser alta tenacidade e 
onde, em consequência, a resistência mecânica e a dureza são características secundárias. 
 
 
FRAGILIDADE PELO REVENIDO 
 
Durante a operação de revenido, há uma faixa de temperatura (260°C a 370°C) que 
provoca uma queda da tenacidade. Esse fenômeno é denominado fragilidade da martensita 
revenida ou fragilidade a 350°C. Outro tipo de fragilização ocorre na faixa entre 375°C e 
575°C, durante o revenido nessa faixa de temperaturas ou quando o aço é resfriado 
lentamente através dessa mesma faixa. Esse fenômeno é conhecido como fragilidade de 
revenido. Não há ainda explicações convincentes para explicar os fenômenos. 
A fragilidade da martensita revenida pode, ou não, estar associada com segregações de 
átomos impuros nos contornos de grão da austenita, antes da têmpera. A fragilidade de 
revenido seria causada pela presença de determinadas impurezas nos aços. De qualquer 
modo, para evitar os fenômenos nos aços suscetíveis aos mesmos, deve se procurar evitar o 
aquecimento às temperaturas prejudiciais ou procurar, pelo menos inicialmente, aumentar a 
velocidade de resfriamento, após o aquecimento para o revenido, para encurtar a 
permanência dos aços naqueles intervalos de temperatura. 
 
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4.4. NORMALIZAÇÃO 
 
O processo de normalização produz propriedades semelhantes às obtidas no 
recozimento e em virtude disto muitas vezes os dois podem ser usados alternativamentepara 
obter baixa dureza, boa ductilidade e para eliminar estruturas provenientes de tratamentos 
anteriores, como é o caso de tratamentos prévios de têmpera e em peças fundidas ou 
forjadas. Ocorre, porém, que a normalização é feita geralmente com resfriamento das peças 
ao ar. Isto conduz a uma velocidade de resfriamento mais alta do que aquela do recozimento, 
dando como resultado uma estrutura formada por perlita mais fina. Em consequência, a 
ductilidade será menor do que no material recozido, sua dureza e resistência mecânica serão 
maiores. Por outro lado, devido à maior velocidade de resfriamento teremos um refino do 
grão do aço, pois a velocidade de nucleação da ferrita e da perlita será maior na medida em 
que tivermos temperaturas de transformação mais baixas. Outra vantagem da normalização 
reside no fato de que se podem utilizar temperaturas mais altas de austenitização, 
permitindo uma maior dissolução dos carbonetos dos elementos de liga e, no caso de aços 
hipereuteóides, não teremos a formação da rede de cementita em contorno de grão, como 
acontece no recozimento. 
Normalmente não se tem maiores problemas em adotar o resfriamento ao ar para o 
processo de normalização, entretanto, para aços com alta temperabilidade esta velocidade 
pode ser excessiva, dependendo do tamanho da peça, de tal sorte que tenhamos a formação 
de bainita e até mesmo martensita. Nesta situação deve ser feito um tratamento a uma 
velocidade mais baixa de resfriamento ou um tratamento isotérmico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.5. SOLUBILIZAÇÃO E ENVELHECIMENTO 
 
Envelhecimento é um tratamento térmico do âmbito da metalurgia que consiste em 
aquecer a uma temperatura relativamente baixa, mantida durante centenas de horas, uma 
peça de aço ou outros materiais. 
Trata-se da aceleração de um processo que ocorreria naturalmente na temperatura 
ambiente, em um prazo muito mais longo. É um tratamento indicado para eliminar tensões 
internas, decorrentes de usinagem, forjamento ou têmpera, entre outros. 
O envelhecimento é realizado em fornos elétricos após a solubilização na prensa ou 
solubilização formal. Este tratamento faz com que os compostos intermetálicos 
endurecedores de liga, entre eles o Mg2Si, precipitem fazendo com que material adquira as 
propriedades exigidas em norma. 
O tratamento de envelhecimento consiste em uma combinação de tempo e temperatura 
em que o material é submetido no forno (podem variar entre 3 h à 12H e 150°C a 285°C para 
o grupo de ligas as série 6XXX). O tempo e a temperatura poderão variar de acordo com o tipo 
de liga e as propriedades mecânicas que se deseja no produto. 
Dependendo da aplicação do perfil este pode ser comercializado sem o tratamento de 
envelhecimento, onde resistência mecânica e outras propriedades não são exigidas pelo 
cliente. 
O processo é o seguinte: 
1) O metal é aquecido uniformemente até cerca de 500°C. A temperatura exata depende 
de cada liga. O aquecimento ocasiona a dissolução dos elementos de liga na solução sólida 
(tratamento de solução); 
2) Segue-se um resfriamento rápido, geralmente em água, que previne 
temporariamente a precipitação dos elementos da liga. Esta condição e instável. 
Gradualmente, os constituintes precipitam-se de uma maneira exatamente fina (somente 
visíveis por potentes microscópios), alcançando o máximo efeito de endurecimento 
(envelhecimento). Em algumas ligas isto ocorre espontaneamente depois de alguns dias 
(envelhecimento natural). Outras requerem um reaquecimento por algumas horas a cerca de 
175°C (tratamento de precipitação). 
As chapas são normalmente tratadas num banho de sal fundido, que possui alta taxa de 
calor e fornece suporte ao metal, prevenindo possíveis deformações em altas temperaturas. 
Fornos com circulação de ar forçados são geralmente utilizados para perfis extrudados20, 
tubos,forjados e peças fundidas. 
Entre os efeitos de um tratamento térmico completo estão o aumento substancial no 
limite de resistência e tração e uma redução da ductilidade. Normalmente, o tratamento 
térmico é procedido de uma operação de conformação severa, se for necessária. A maior 
parte das conformações pode ser feitas antes do tratamento de solução, com um acerto 
posterior para corrigir distorções não preventivas que possam ocorrer durante o 
resfriamento. Porém, preferencialmente, a conformação deve ser feita imediatamente após o 
tratamento de solução, antes do envelhecimento. Quando esta conciliação for difícil, é 
possível retardar o envelhecimento mantendo os componentes resfriados. Essa técnica é 
frequentemente aplicada em rebites para a indústria de aviação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.6. TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS 
 
As curvas em S ou os diagramas TTT nos mostram que a cada temperatura, ocorre a 
formação de determinado constituinte. 
 Os tratamentos isotérmicos baseiam-se nesse fato e, em geral, consistem na 
austenitização, seguida de um resfriamento rápido até uma determinada temperatura, onde a 
peça permanece até a transformação da austenita se completar. 
 São os seguintes os tratamentos isotérmicos: 
● austêmpera; 
● martêmpera. 
 
 
AUSTÊMPERA 
 
 Este tratamento tem substituído, em diversas aplicações, a têmpera e o revenimento. 
 Baseia-se no conhecimento das curvas em “S”, e aproveita as transformações da 
austenita que podem ocorrer à temperatura constante. 
 O constituinte que se origina na austêmpera, pelo resfriamento da austenita a uma 
temperatura constante é a bainita que possui propriedades idênticas, senão superiores, às da 
estrutura martensítica. 
 Como nesse tratamento, evita-se a formação direta da martensita, eliminam-se os 
inconvenientes que essa estrutura apresenta quando obtida pela têmpera direta e que são 
somente eliminados pelo revenimento posterior. 
 
O aço é austemperado mediante a seguinte sequência de operações e transformações: 
a) aquecimento a uma temperatura dentro da faixa de austenitização, em geral de 785 a 
870°C. 
b) resfriamento em um banho mantido a uma temperatura constante, em geral entre 
260 a 400°C. 
c) permanência no banho mantido a essa temperatura, para se ter, transformação 
isotérmica da austenita em bainita. 
d) resfriamento até a temperatura ambiente, geralmente em ar parado. 
 
Para assegurar uma completa transformação da austenita em bainita, o material deve 
ser resfriado a partir da temperatura de austenitização até a temperatura do banho de 
austêmpera muito rapidamente para evitar que outra transformação de austenita ocorra 
durante este resfriamento. 
A grande vantagem da austêmpera sobre a têmpera e o revenimento comuns reside no 
fato de que, devido à estrutura bainita formar-se diretamente da austenita a temperatura 
bem mais alta que a martensita, as tensões internas resultantes são muito menores, 
consequentemente, não há pratica - mente distorções ou empenamentos. Sendo assim a 
possibilidade de aparecimento de fissuras de tratamento e quase que completamente 
eliminada. Não há necessidade de revenimento. 
 
Desvantagens 
Entretanto, nem todos os tipos de aço, assim como nem todas as secções de peças, 
apresentam resultados positivos na Austêmpera. 
No que se refere aos tipos de aço, os mais convenientes para a austêmpera são, em 
linhas gerais, os seguintes: 
a) Aços - carbono comuns, contendo 0,50 a 1,00 % de Carbono e um mínimo de 0,60.% 
de Manganês. 
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b) Aços - carbono de alto Carbono, contendo mais que 0,8% de C e um pouco menos 
que 0.6 % de manganês. 
c) Certos aços - liga, de baixo teor de liga tais como o da série SAE 5100, SAE 4140. SAE 
6145 
 
 No que se refere à secção das peças, para aço SAE 1080, por exemplo a máxima secção 
permissível para austêmpera é de 5 mm. Aços - carbonode menor teor de carbono exigirão 
secções proporcionalmente de menor espessura. Entretanto, para alguns aços - liga, pode-se 
admitir, para a obtenção, da estrutura inteiramente bainítica, secções até cerca de 25 mm. 
 
 
MARTÊMPERA 
 
 É esse um tratamento usado principalmente para diminuir a distorção ou 
empenamento que se produz durante o resfriamento rápido de peças de aço. Compreende a 
seguinte sequência de operações: 
a) aquecimento a uma temperatura dentro da faixa de austenitização. 
b) resfriamento em óleo quente ou sal fundido mantido a uma temperatura 
correspondente a parte superior (ou ligeiramente acima) da faixa de formação da martensita. 
c) manutenção no meio de resfriamento até que a temperatura através de toda a secção 
do aço se torne uniforme. 
d) resfriamento (geralmente no ar ou óleo). 
 
Tem-se assim formação da martensita de modo bastante uniforme através de toda a 
secção da peça, durante o resfriamento até a temperatura ambiente, evitando-se, em 
consequência, a formação de excessiva quantidade de tensões internas. 
Ao contrário da austêmpera, a martêmpera necessita da operação de revenimento. Em 
outras palavras, após a martêmpera, as peças são submetidas a uma operação comum de 
revenimento como se elas tivessem sido temperadas. 
Como já se mencionou, a martêmpera é usada principalmente para diminuir a 
possibilidade de empenamento das peças. Desenvolve-se menor quantidade de tensões 
internas do que na têmpera convencional. 
Geralmente, os aços - liga apresentam melhores condições para serem martemperados 
do que os aços - carbono. Os tipos mais comumente usados nesse tipo de tratamento térmico 
incluem os seguintes aços: 
 1090 4130 4140 4150 
 4340 4640 5140 6150 
 8630 8640 8740 8745 
 
Como na austêmpera, na martêmpera também se deve levar em consideração a 
espessura ou secção das peças a serem tratadas. Entretanto, para algumas aplicações não é 
necessária uma estrutura inteiramente martensítica, aceitando-se uma dureza central 10 
unidades RC21 abaixo da máxima que se pode obter, para um determinado teor de carbono. 
 
O processo de martêmpera depende de um número de variáveis, que devem ser 
rigorosamente controladas tais como: 
● Temperatura de austenitização; 
● Atmosfera controlada durante a austenitização; 
● Tipo de aço; 
● Espessura de secção da peça; 
● Temperatura do banho de martêmpera (cada aço possui uma temperatura de banho). 
 
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4.7. TRATAMENTO SUB-ZERO 
 
Tratamento realizado abaixo 0°C. Particularmente, resfriamento de um aço a uma 
temperatura abaixo de 0°C para transformação da austenita retida em martensita. 
Para alguns aços modernos principalmente os inoxidáveis este tratamento é altamente 
recomendado, pois os elementos de liga (materiais que são misturados ao aço para melhorar 
suas qualidades mecânicas) podem inibir a têmpera, fazendo com que até 30% do aço não 
endureça, a melhor maneira de corrigir-se esta "falha" é através do resfriamento muito 
abaixo de "zero" (pelo menos 50 graus negativos, um material muito usado para este tipo de 
tratamento é o nitrogênio que pode atingir até 196 graus negativos o que é mais do que 
suficiente). O tratamento sub-zero faz com que até 100% do aço endureça. 
Este processo obtém melhor resultado se feito entre a têmpera e o revenimento, o que 
como vocês já podem ter percebido fragiliza ainda mais o aço, porém após o revenimento este 
processo garante ao aço alto desempenho inclusive aumento da elasticidade por que a 
estrutura do aço após o tratamento sub-zero fica mais homogênea. Outra característica deste 
processo é que ele funciona como um equalizador, traduzindo: se você tempera, por exemplo, 
dez facas em um dia algumas delas podem não atingir a dureza desejada, o tratamento sub-
zero faz com que todas as laminas indiferente da dureza após a têmpera atinjam a mesma 
dureza final. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. TRATAMENTOS TERMOQUÍMICOS 
 
Os tratamentos termoquímicos consistem na introdução de um ou mais elementos 
químicos na superfície dos aços (ferros fundidos) a uma dada temperatura (500 a 1000°c) 
para conferir uma camada superficial fina e dura. Os objetivos principais são: aumento da 
dureza e da resistência ao desgaste na superfície mantendo o núcleo tenaz. 
 
Os processos termoquímicos são classificados em: 
● Cementação; 
● Nitretação; 
● Cianetação; 
● Carbonitretação; 
● Boretação. 
 
Após as peças serem tratadas termo quimicamente temos a camada endurecida com 
um alto teor de carbono e/ou nitrogênio, elementos absorvidos durante o tratamento, e o 
núcleo que fica com a mesma composição química inicial do material. 
 
 
5.1. CEMENTAÇÃO 
 
 O processo de endurecimento superficial de cementação é o mais utilizado 
atualmente, e tem permanecido praticamente inalterado ao longo do tempo. Este processo é 
geralmente utilizado na produção de pistas e roletes de rolamento, engrenagens, buchas e 
juntas homocinéticas22. O método consiste essencialmente no aquecimento da peça envolta 
em um meio rico em carbono, fazendo com que o carbono difunda para o interior 
aumentando o teor de carbono da camada superficial. 
Como o processo envolve a difusão do carbono, é necessário que se dê o tempo 
necessário para que isto ocorra. Tempos crescentes propiciam maiores espessuras das 
camadas cementadas. Alguns fatores exercem influência tanto na espessura da camada 
cementada como na profundidade do endurecimento. 
 
 
A TEMPERATURA 
 
A velocidade de difusão do carbono no aço está estreitamente ligada à temperatura. 
Quanto maior a temperatura menor o tempo que a peça terá que permanecer no forno. Estes 
dados referem-se ao aço no estado austenítico, e somente neste estado teremos solubilidade 
do carbono suficiente para chegar aos percentuais utilizados na camada superficial de peças 
cementadas. O limite inferior de temperatura para o processo está condicionado à 
austenitização do aço e o limite superior está condicionado ao crescimento do grão. Como 
quanto maior o tamanho de grão menor é a tenacidade do material, este efeito se torna 
indesejado. Para peças menos solicitadas de menor responsabilidade podemos utilizar 
temperaturas mais altas, mas, para peças mais solicitadas devemos utilizar temperaturas 
mais baixas, a menos que se faça um tratamento térmico posterior para corrigir o problema. 
 
 
 
 
 
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O TEMPO 
 
 A difusão do carbono também é influenciada pelo tempo em que a peça fica na 
temperatura de tratamento. A profundidade atingida no processo é proporcional à raiz 
quadrada do tempo. Isto quer dizer que à mediada em que desejarmos profundidades 
maiores, maior será o tempo de tratamento e a cada vez que dobrarmos a espessura de 
cementação o tempo é multiplicado por 4 aproximadamente. Como podemos ver quanto 
maior a profundidade que se queira maior será a consumo de energia e a ocupação do 
equipamento, fazendo com que este processo se torne antieconômico para camadas de 
profundidade muito grande. Em geral na prática esta espessura está limitada a 2,5 mm o que 
já dá um tempo de cementação de aproximadamente 25 h a uma temperatura de 925o C 
 
 
 CEMENTAÇÃO EM CAIXA 
 
É um método de fácil execução, não necessitando de equipamento sofisticado. 
Neste processo são utilizados como fonte de carbono materiais sólidos à temperatura 
ambiente, embora todas as reações que ocorrem durante a cementação