Caderno de Práticas: Materiais de Construção Mecânica 2013 - Professor Ubirajara Domingos

Prévia do material em texto

Belo Horizonte 
Janeiro de 2013 
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
 
Instituto Politécnico - IPUC 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ciência dos Materiais 
 
 
 
 
 
 
Professor Ubirajara Domingos de Castro 
 
 
 
 
 
 
 
Metalografia, Ensaios Mecânicos e 
Tratamentos Térmicos 
 
 
Manual de Laboratório 
 
 
 
 
 
 
 
 
Caderno 
01 
1a Edição 
 
 
 
 
Editora 
FUMARC 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
3 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FICHA CATALOGRÁFICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Castro, Ubirajara Domingos 
V 199p Metalografia, Ensaios Mecânicos e Tratamentos 
Térmicos: Manual de Laboratório – engenharias / 
Ubirajara Domingos de Castro – Belo Horizonte: 
FUMARC/PUC-MG, 2010. 
 
 
Bibliografia. 
 
 
1. Ciência dos Materiais – Estudo e ensino (superior). 
2. Manual de aulas práticas 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
4 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
O professor Ubirajara Domingos de Castro possui graduação 
em Engenharia Metalúrgica e de Minas (1984) e mestrado em 
Engenharia Metalúrgica e de Minas na área de concentração de 
Metalurgia de Transformação (1997) pela Escola de Engenharia da 
Universidade Federal de Minas Gerais – E.E.UFMG. Atualmente, é 
professor assistente III do Instituto Politécnico da Pontifícia 
Universidade Católica de Minas Gerais – IPUC, onde atua desde 1990. É professor das 
disciplinas de Ciência dos Materiais, Materiais de Construção Mecânica e da disciplina 
Laboratório de Materiais de Construção Mecânica do curso de engenharia 
Mecânica/Mecatrônica do campus de Belo Horizonte da PUC Minas. Também atua como 
professor do curso de engenharia Mecânica do campus da PUC Minas-Contagem, onde 
ocupa a função de Gestor dos Laboratórios. Nos campi da PUC Minas na unidade Barreiro 
atua como professor da disciplina Ciência e Seleção de Materiais do curso de Engenharia 
de Produção e coordenador dos Laboratórios do mesmo curso. É coordenador e professor 
do curso de Pós-graduação lato sensu em Gestão de Processos Industriais de Fabricação 
IEC-PUC Minas/Centro de Competências da Fiat Automóveis desde 2005. Recentemente, 
apresentou ao Instituto de Educação Continuada da PUC Minas – IEC um novo projeto de 
curso intitulado Tecnologia de Materiais Aplicada a Processos de Fabricação. Como 
profissional, tem experiência na área de Engenharia Metalúrgica e de Materiais com 
ênfase em Equipamentos Metalúrgicos, Ensaios Mecânicos e Processos de Conformação 
Mecânica. Atua, principalmente, nas áreas de processos siderúrgicos (alto-forno, e cubilot 
e aciaria), processamento por trefilação (irregularidades de fluxo), ensaios mecânicos 
(determinação de propriedades mecânicas), tratamentos térmicos e metalografia. 
 
Sobre esta Obra 
 
Com este trabalho busca-se repassar ao aluno, de forma prática e objetiva, o 
estudo dos materiais, essencialmente dos metais e ligas metálicas sob o ponto de vista 
da Metalurgia Física e Mecânica, relacionando os processos de fabricação às propriedades 
mecânicas, bem como sua utilização e suas inúmeras aplicações na indústria da 
construção mecânica. 
 
A ementa desta disciplina foi elaborada de forma a buscar uma 
interdisciplinaridade, possibilitando ao aluno a interação entre a teoria adquirida nas 
disciplinas teóricas de Materiais dos cursos de Engenharia Mecânica, Engenharia 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
5 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
Mecânica com ênfase em Mecatrônica e Engenharia de Produção, seja na Ciência dos 
Materiais ou em Materiais de Construção Mecânica, com a análise das características dos 
materiais desenvolvida nas práticas investigativas realizadas nos laboratórios de 
Materiais. 
 
Desta forma, este trabalho está dividido em três partes bem definidas. Na 
primeira, referente aos ensaios mecânicos, o aluno experimenta procedimentos e testes 
padronizados que possibilitam a avaliação das propriedades mecânicas dos materiais de 
forma a prever o comportamento mecânico de um componente de um dado material 
quando em serviço. Nesta etapa são executados ensaios de dureza pelos métodos Brinell, 
Vickers e Rockwell, incluindo-se o ensaio de microdureza e suas aplicações. Além disto, 
são discutidos os ensaios de tração e de impacto para avaliação de propriedades 
mecânicas especificas, com a utilização de máquinas de tecnologia atual. 
 
A segunda parte desta obra refere-se à utilização das técnicas do exame 
metalográfico para caracterização dos materiais. Inicialmente, são executados 
procedimentos para o exame metalográfico, que buscam a análise do material, sob o 
ponto de vista visual, a olho nu ou com o auxílio de microscópios, de forma a identificar 
defeitos de projeto ou de fabricação, tratamentos térmicos que, por ventura, tenham 
sido executados, controle de processos de soldagem, identificação do processo de 
fabricação e caracterização microestrutural. No exame metalográfico, macro ou 
micrográfico, amostras ou fragmentos de peças metálicas são submetidos a uma 
seqüência de procedimentos como embutimento, lixamento, polimento e ataque 
metalográfico por reativo adequado. A análise microestrutural é feita através de 
microscópios ópticos, dotados de sistema para aquisição e tratamento de imagens. 
Amostras de materiais metálicos são preparadas na área do laboratório destinada a 
metalografia e são investigadas em microscópios ópticos de alta qualidade. 
 
A terceira parte engloba as práticas de tratamentos térmicos, ensaio de 
temperabilidade Jominy, cementação e recristalização. Com relação às práticas de 
tratamentos térmicos, o laboratório está aparelhado com fornos resistivos do tipo mufla, 
automatizados com controladores de temperatura. Amostras de aços comuns são 
austenitizadas e resfriadas em meios variados. As propriedades mecânicas, bem como a 
microestrutura dos aços são controladas antes e depois dos tratamentos térmicos. No 
ensaio Jominy, um dispositivo padronizado foi construído de forma a possibilitar o 
resfriamento dos corpos de prova de dois aços de mesmo teor de carbono, porém de 
constituições diferentes em termos de elementos de liga. Ensaios de dureza são 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
6 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
executados ao longo da direção axial dos corpos de prova de forma a possibilitar a 
construção da curva de temperabilidade dos materiais em estudo. A prática de 
recristalização é feita com o cobre comercialmente puro e engloba testes de compressão 
executados na máquina universal de ensaios, seguidos de ensaios de dureza e 
recozimento estático, em tempos variados, em fornos do tipo mufla. O tratamento final 
dos dados obtidos permite a determinação e a comparação das energias de ativação das 
reações de recristalização do cobre comercialmente puro, empregando-se a equação de 
Arrhenius. 
 
Após cada aula prática, o aluno deverá preparar um relatório técnico, utilizando-
se das normas PUC Minas, disponíveis em www.pucminas.br/biblioteca. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
7 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
Plano de Ensino da Disciplina 
 
Objetivos: 
 
 Fortalecer e aprimorar os conhecimentos adquirídos nasdisciplinas teóricas de 
Materiais. 
 Fornecer ao aluno os princípios básicos dos ensaios mecânicos dos materiais metálicos. 
 Mostrar ao estudante a importância do exame metalográfico na identificação e solução 
das falhas do material em serviço. 
 Introduzir o aluno no estudo científico de pesquisa na área da Ciência dos Materiais. 
 
Métodos Didáticos: 
 
- Manual de orientação das práticas de laboratório (texto para orientação das aulas 
práticas, incluindo metodologia e coleta de dados); 
- Aula expositiva no início de cada aula para esclarecimentos necessários sobre a prática a 
ser desenvolvida. 
 
Ementa: 
 
 Ensaios Mecânicos: Ensaio de Dureza Brinell; Ensaio de Dureza Vickers; Ensaio 
de Dureza Rockwell; Ensaio de Microdureza Vickers. O Ensaio de Tração; Ensaio de 
Impacto Charpy. 
 O Exame Metalográfico: Macrografia; Micrografia. Tratamentos Térmicos: 
Recozimento, Normalização, Têmpera e Revenimento; Micrografia de Aços Comuns 
Tratados Termicamente; Tratamentos Termoquímicos: Cementação. Ensaio de 
Temperabilidade Jominy. Recristalização: Encruamento; Recozimento de 
Recristalização; Tratamento dos Dados. 
- Aulas de transparências com a utilização do retroprojetor; 
- Questionários para avaliação do aprendizado; 
Período 1o Semestre de 2013 
Nome da disciplina: Laboratório de Materiais de 
Construção Mecânica 
Período: 4o 
Curso: Engenharia Mecânica com ênfase em 
Mecatrônica 
Carga Horária: 
30 horas 
Número de 
créditos: 01 
Disciplina pré-requisito: Ciência dos Materiais 
Disciplina co-requisio: Materiais de Construção Mecânica 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
8 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 
Bibliografia Complementar 
 
 
1. COLPAERT, HUBERTUS, Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns. 3 ed. 
São Paulo, Edgard Blucher, 1974. 
2. SOUZA, S.A., Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos. São Paulo, Edgard 
Blucher, 1974. 
3. ASTM Standards. Philadelphia: American Society for Testing Materials. 
4. Normas da ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas. 
5. Metals Handbook, Cleveland: American Society for Metals, 1961. 
6. HILL, ROBERT E. REED, Princípios de Metalurgia Física, 2 ed., Editora Guanabara 
Dois S.A., Rio de Janeiro - RJ. 
7. GUY, A. G., Physical Metallurgy for Engineers, Addison-Wesley, 1962. 
8. DIETER, G.E., Mechanical Metallurgy. Toko, 2a Ed., McGraw-Hill, 1976. 
9. PEDRAZA, BOTREL e SILVA, Tratamentos Térmicos dos Aços - Depto. de 
Engenharia Metalúrgica da EE.UFMG - MG – 1979; 
Unidade de 
Ensino 
Distribuição da 
Ementa 
Horas 
Aulas 
Pontos 
(%) 
IPUC 
1. Ensaio de Dureza Brinell; Ensaio de Dureza Vickers; 
Ensaio de Dureza Rockwell; Ensaio de Microdureza 
Vickers. 
08 20 
2. Ensaio de Tração: Levantamento das propriedades 
mecânicas à tração. 
02 
20 
3. Ensaio de impacto. 02 
4. Metalografia: Macrografia e Micrografia de aços. 04 
20 
5. Tratamentos Térmicos dos aços: Recozimento; 
Normalização; Têmpera em óleo e em água; 
Revenimento; Micrografia das peças tratadas. 
04 
6. Micrografia de ferros fundidos. 02 
7. Tratamentos Termoquímicos: Cementação. 02 
20 
8. Ensaio de Temperabilidade Jominy: Têmpera e 
levantamento do perfil longitudinal de dureza (curva 
de temperabilidade). 
02 
9. Recristalização: Encruamento; Recozimento de 
Recristalização; Ensaios de dureza; Tratamento dos 
Dados. 
04 
20 
10. Tratamento de dados obtidos 02 
Total 32 100 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
9 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
10. CALLISTER, William D. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. 7. ed. 
Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos. 2008. ISBN: 9788521615958. 
11. SHACKELFORD, James F. Ciência dos materiais. 6. ed. São Paulo: Pearson Prentice 
Hall, 2008. 556 p. ISBN 9788576051602. 
12. VAN VLACK, Lawrence H.. Princípios de ciência e tecnologia dos materiais. 2a ed. Rio 
de Janeiro: Campus. 1988. ISBN: 8570014805. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
10 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
Critérios Adotados na Distribuição dos Pontos 
 
- Freqüência às aulas e entrega dos relatórios: 100 pontos 
 
Observações: - As práticas e os relatórios serão executados por grupos de dois alunos. 
- Os relatórios entregues com atraso serão avaliados com uma menor 
pontuação. 
 
Sugestões para Confecção, Formato e Padronização dos Relatórios 
 
Sugere-se a apresentação dos relatórios no seguinte formato: 
 Editor de texto: Word; 
 Tamanho A4 (210 x 297 mm); 
 Margens de 2,5 cm; 
 Letra (tipografia): Times New Romam com tamanho 12; 
 Espaço entre linhas: automático; 
 
Tamanho Máximo do trabalho: 20 páginas (incluindo figuras e referências 
bibliográficas). 
Na primeira página deve constar o logotipo da universidade, o título do trabalho em 
maiúsculas, negrito e centralizado com letra tamanho 15. Pulando três linhas o nome 
do autor (alinhado à direita). Na segunda página, inicia-se o texto. 
 Os gráficos/desenhos ou figuras não poderão ultrapassar o tamanho A4. 
 As folhas deverão ser numeradas no alto da página, à direita, iniciando-se a 
numeração após o SUMÁRIO. 
 O trabalho deverá conter uma capa na qual conste no início, o nome e o logotipo 
da universidade, além do curso, todos em letra maiúscula, tamanho 13 (negrito); 
o título do trabalho em maiúsculas (negrito tamanho 15 – centralizado), seguido 
do nome do aluno, alinhados à direita e o nome do professor da disciplina (letra 
normal – tamanho 12). 
 Abaixo, no pé da página, citar local, dia e ano, cada qual em uma linha e 
centralizado. 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
11 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
São partes essenciais do trabalho: 
 
1. Capa 
2. Resumo 
3. Objetivos da Prática 
4. Sumário 
5. Introdução (Revisão Bibliográfica) 
Texto genérico e resumido sobre o assunto tratado na prática; 
6. Materiais e Metodologia 
7. Resultados e Discussão 
Apresentação resumida dos resultados obtidos nos ensaios em forma de texto ou 
sumarizados; 
Breve discussão dos resultados e comparação destes com dados obtidos na 
literatura. 
8. Conclusões 
9. Referências bibliográficas 
Citação da bibliografia utilizada para consulta conforme normas de indicação 
bibliográfica da ABNT; 
Citação de normas brasileiras ou outras emitidas por organizações 
padronizadoras. 
 
Obs: Para uma informação mais detalhada de como proceder à elaboração do 
relatório, deve-se consultar o trabalho intitulado Padrão PUC Minas de Normalização 
no site da PUC Minas, de endereço eletrônico: 
http://www.pucminas.br/biblioteca/index_padrao. 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
12 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A busca pelo conhecimento não é apenas uma 
obrigação do ser humano, mas uma justificativa para a 
sua existência. 
(o autor) 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
13 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
SUMÁRIO 
 
 
1. 
ENSAIOS MECÂNICOS: Prática de Laboratório N0 01 
Ensaio de Dureza pelo Método Brinell ....................................................... 
Histórico......................................................................................................Os Métodos de Ensaio de Dureza.................................................................... 
1.1. MÉTODO BRINELL.................................................................................. 
1.2. Parte Experimental ................................................................................ 
1.2.1. Objetivos............................................................................................ 
1.2.2. Materiais............................................................................................. 
1.2.3. Equipamento....................................................................................... 
1.2.4. Procedimento...................................................................................... 
1.3. Resultados............................................................................................. 
1.4. Bibliografia............................................................................................. 
1.5. Exercícios Propostos................................................................................ 
 
12 
12 
12 
13 
15 
15 
15 
15 
15 
16 
17 
 2. ENSAIOS MECÂNICOS: Prática de Laboratório N0 02 
Ensaio de Dureza pelo Método Vickers........................................................ 
2.1. MÉTODO VICKERS................................................................................ 
2.1.1. Irregularidades Encontradas nas Impressões Vickers ................................ 
2.1.2. Objetivos............................................................................................ 
2.1.3. Materiais............................................................................................. 
2.1.4. Equipamento...................................................................................... 
2.2. Procedimento......................................................................................... 
2.3. Resultados............................................................................................. 
2.4. Bibliografia............................................................................................. 
2.5. Exercícios Propostos................................................................................ 
 
18 
18 
19 
20 
20 
21 
21 
21 
21 
21 
3. ENSAIOS MECÂNICOS: Prática de Laboratório N0 03 
Ensaio de Dureza pelo Método de Microdureza Vickers............................... 
3.1. MÉTODO VICKERS................................................................................ 
3.1.1. Cuidados a Serem Tomados na Execução do Ensaio de Microdureza.. 
3.1.2. Objetivos............................................................................................ 
3.1.3. Materiais............................................................................................. 
3.1.4. Equipamento....................................................................................... 
3.2. Procedimento......................................................................................... 
3.3. Resultados............................................................................................. 
3.4. Bibliografia............................................................................................. 
24 
24 
24 
25 
25 
25 
25 
25 
26 
26 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
14 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
3.5. Exercícios Propostos................................................................................ 26 
 Ensaio de tração..................................................................................... 28 
 Metalografia – macrografia e micrografia.................................................. 34 
 Tratamentos Térmicos – micrografia......................................................... 50 
 Recristalização – Encruamento e recristalização.......................................... 60 
 Ensaio de temperabilidade Jominy............................................................ 80 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
15 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
Lista de Figuras 
 
 
Figura 1- Parâmetros básicos num teste Brinell. ...................................................... 21 
Figura 2. Ângulo das tangentes à esfera, para a relação d/D = 0,375 na dureza Brinell. 25 
Figura 3 - Procedimento para a determinação da diagonal em uma impressão obtida por 
penetrador de diamante. ..................................................................... 26 
Figura 4 - (a) Impressão Vickers perfeita; (b) Impressão defeituosa; afundamento; (c) 
Impressão defeituosa; aderência. ......................................................... 28 
Figura 5 - a) Comparação entre os tamanhos das impressões Knoop e Vickers para uma 
mesma carga; b) Detalhe de uma impressão Knoop; c) Penetrador Knoop 31 
Figura 6 - Variação de HK e HV com a carga no ensaio de microdureza. ..................... 32 
Figura 7 - Micrômetro óptico para medição das diagonais da impressão no método de 
microdureza Vickers. .......................................................................... 33 
Figura 8 - Seqüência de operações do método de ensaio de dureza Rockwell 
(esquemático). .................................................................................. 36 
Figura 9 - Durômetro Rockwell instalado no laboratório de Materiais de Construção 
Mecânica do depto. de Engenharia Mecânica da PUC MG. ........................ 38 
Figura 10 - Aspecto do corpo de prova para o ensaio de tração. ................................ 41 
Figura 11. – Curva característica de Carga (Kgf) versus Alongamento (mm) obtido no 
ensaio de tração. ............................................................................... 42 
Figura 12 - Curva típica tensão-deformação convencional, obtida no ensaio de tração. 43 
Figura 13. – Curva tensão/deformação verdadeiras. ................................................ 44 
Figura 14. – Curva de tração apresentando um patamar de escoamento. ................... 45 
Figura 15. – heterogeneidade de deformação durante o patamar de escoamento. ....... 46 
Figura 16 - Ocorrência de banda de Lüders em corpos de prova de tração. ................. 46 
Figura 17. – Procedimento para avaliação do limite de escoamento a x% de deformação.
........................................................................................................ 47 
Figura 18. – Método para determinação do valor de l para o alongamento. ................. 48 
Figura 19 - Avaliação gráfica do alongamento percentual após ruptura. ..................... 49 
Figura 20 - Influência da posição do corte de uma barra sobre seu aspecto macrográfico.
........................................................................................................ 55 
Figura 21-Deformação da superfície do material durante o processo de desbaste. ....... 56 
Figura 22- Representação esquemática do procedimento utilizado na lixamento de 
amostras metalográficas. .................................................................... 56 
Figura 23- Aspectos macrográficos diversos decorrentes da posição do corte em relação 
a barra original de que foram estampadas essas porcas. Ataque: iodo. 1,5 X.
........................................................................................................ 57 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
16 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
Figura 24 - O trilho da figura rompeu em serviço e a fratura acompanhouo contorno da 
zona segregada. Ataque: iodo .............................................................. 58 
Figura 25 - Impressão de Baumann da peça da figura anterior. (Metalografia dos 
Produtos Siderúrgicos Comuns – Vicente Chiaverini) ............................... 58 
Figura 26 - Solda oxiacetilênica de duas barras laminadas de aço doce. Ataque: iodo. . 59 
Figura 27 - Diferença brusca de granulação em aço extradoce posta em evidência pelo 
ataque com reativo de ácido nítrico seguido de um ataque por oxidação. 50 
x. ..................................................................................................... 60 
Figura 28 - Encruamento intenso por martelamento a frio, de um aço meio duro. Grãos 
fortemente deformados. ...................................................................... 60 
Figura 29- Aspecto comum de aço meio duro, moldado no estado bruto de fusão. 
Ataque: nítrico. 75 x (Metalografia dos Produtos . .................................. 61 
Figura 30- Aço com aproximadamente 0,5%C esfriado lentamente. Grãos de perlita e 
rede de grãos de ferrita. Ataque Nital 2% - 160xm (laboratório de Materiais 
– PUC Minas) ..................................................................................... 61 
Figura 31 - Região de um aço eutetóide esfriado muito lentamente a partir do campo 
austenítico. Notam-se bem visíveis as lamelas de perlita. Ataque nital 2% - 
200x. ................................................................................................ 62 
Figura 32 - Aço hipereutetóide. Grãos de perlita envoltos por uma rede de cementita. 
Ataque: Pícrico - 200x. ....................................................................... 62 
Figura 33 - Processo moderno de fixação de pequenas ou fragmentos em resinas 
sintéticas para seu polimento e exame micrográfico. .............................. 63 
Figura 34- Aço extra-doce sem ataque - 500 x........................................................ 64 
Figura 35 - Sistema de vídeo microscopia do Laboratório de Materiais de Construção 
Mecânica do Instituto Politécnico da Pontifícia Universidade Católica de Minas 
Gerais. .............................................................................................. 65 
Figura 36 - Aço hipereutetóide. Ataque: picrato de sódio. 200 X. .............................. 65 
Figura 37 - Região assinalada na figura anterior, com maior ampliação. Ataque: picrato 
de sódio. 730 x. ................................................................................. 66 
Figura 38 - Aço com cerca de 0,5% de carbono esfriado lentamente. Ataque: nítrico. 160 
x. ..................................................................................................... 66 
Figura 39 - Aspecto com maior aumento da área delimitada na figura anterior. Ataque: 
nítrico. 800 x. .................................................................................... 66 
Figura 40 - Mapas de relação de orientação entre grãos para as amostras de aço ABNT 
1006, secção transversal, nas condições: (a) encruada; tratada 
termicamente por (b) 5 minutos, (c) 10 minutos, (d) 30 minutos; (e) 
recozida. Note-se que as imagens foram obtidas com aumentos diferentes 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
17 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
entre si. (artigo técnico Evolução da microestrutura e da Textura de 
Recristalização, após Baixos Graus de Deformação a Frio, em dois Aços 
Ferríticos com Baixo Teor de Carbono, Liana Maria Ferezim Guimarães de 
Lima e outros, 17º CBECIMAT - Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência 
dos Materiais, 15 a 19 de Novembro de 2006, Foz do Iguaçu, PR, Brasil.) . 70 
Figura 41- Representação esquemática do ciclo de recozimento. São observadas as 
etapas de recuperação, recristalização e crescimento de grão. A diminuição 
da resistência mecânica e o gradual aumento da ductilidade são aspectos 
evidenciados. ..................................................................................... 71 
Figura 42 - Diagrama de equilíbrio das ligas ferro-Fe3C. ........................................... 72 
Figura 43 - Tratamento térmico de esferoidização ou coalescimento. ......................... 73 
 
Lista de Tabelas 
 
Tabela I. Parâmetros de aplicação do método de dureza Brinell. ................................ 22 
Tabela II- Valores de dureza Brinell obtidos no ensaio para diversos materiais. ........... 23 
Tabela III- Valores de dureza Vickers obtidos para diversos materiais em estudo. ....... 29 
Tabela IV - Valores de dureza microdureza Vickers obtidos ao longo da camada de uma 
peça que sofreu cementação e têmpera. ................................................. 34 
Tabela V - Escalas de dureza Rockwell normal. ........................................................ 36 
Tabela VI - Escalas superficiais do método Rockwell. ................................................ 37 
Tabela VII – Dados obtidos no ensaio de dureza Rockwell. ........................................ 39 
Tabela VIII. - Dados dos corpos de prova a serem ensaiados. ................................... 50 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
18 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
PRÁTICA DE LABORATÓRIO N0 01 
ENSAIOS MECÂNICOS - Ensaio de Dureza pelo Método Brinell 
 NBR NM 187-1 - Materiais metálicos – Dureza Brinell - Parte 1: Medição da dureza 
Brinell - Maio/1999- NBR NM 187-2 
 NBR 6443 - Bloco Padrão para Ensaio de Dureza Brinell 
 
 
Histórico 
 
O ensaio de dureza é, juntamente com o ensaio de tração, um dos mais 
empregados na seleção e controle de qualidade dos metais. Intrinsecamente, a dureza é 
uma condição da superfície do material e não representa nenhuma propriedade 
fundamental da matéria. 
 
Dois procedimentos são convencionalmente usados na sua avaliação baseiam-se 
na: 
1. Resistência à penetração de uma ponta rígida, com geometria pré-definida e 
sob condições de carregamento padronizadas; 
2. Resistência ao risco que envolve um processo de corte de um metal pelo outro 
e, conseqüentemente, está relacionada à plasticidade de camadas superficiais 
muito finas. 
 
A resistência à penetração está relacionada à tensão média de escoamento do 
material numa faixa estreita de deformação. Este ensaio é muito simples de ser 
executado e particularmente útil na avaliação dos diferentes componentes 
microestruturais do material. 
 
Os métodos empregados na medição da dureza se distinguem basicamente pela 
forma do penetrador empregado e pelas condições de aplicação da carga. A escolha do 
método depende, dentre outros fatores, da natureza e dimensões da amostra além da 
espessura da camada a ser analisada. De acordo com a velocidade de aplicação da carga 
os procedimentos de medição se classificam em estáticos e dinâmicos, sendo que os 
métodos mais usuais empregam a penetração estática. 
 
Certos cuidados de validade do ensaio devem ser observados para os diferentes 
métodos de medição de dureza e a camada superficial observada deve ser representativa 
das condições do restante do material. Assim, os defeitos superficiais (trincas, poros, 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
19 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
óxidos, carepa, etc.) podem interferir no resultado. O acabamento superficial está 
intimamente relacionado com a carga e a forma do penetrador empregado, bem como 
com o procedimento de medição utilizado no ensaio. 
 
Métodos de Ensaio de Dureza 
 
O ensaio de dureza é largamente utilizado na especificação e comparação de 
materiais. Intrinsecamente, é uma característica referenteà superfície do metal, 
entretanto, para materiais homogêneos, é tomada como uma propriedade global e 
representativa deste. O termo dureza assume diversos significados face à existência de 
uma grande divergência de opiniões entre os estudiosos das mais diversas áreas, sendo 
que, portanto, não é possível encontrar um conceito único para esta característica. Ainda 
assim, o ensaio é utilizado para que se possam efetuar comparações entre os mais 
distintos materiais. Em geral, para os metais, a dureza implica em uma resistência à 
deformação plástica. A definição de dureza como a resistência que o material oferece ao 
risco é utilizada pelos mineralogistas como mais uma ferramenta na identificação dos 
diversos minerais. Para tanto utiliza-se um método que emprega uma escala à qual 
foram atribuídos números de 0 a 10, denominada escala Mohs, e que consiste na 
padronização de 10 minerais arranjados na ordem decrescente da capacidade de serem 
riscados. Essa escala não é muito adequada para avaliação da dureza de metais, uma 
vez que os intervalos não são suficientemente espaçados na faixa de durezas mais altas 
e sendo que a maioria das ligas metálicas se encaixa nesta faixa. 
 
Para a avaliação da dureza de materiais metálicos alguns métodos são mais 
comumente utilizados dentre os quais podem ser citados: Método Brinell; Vickers, 
Rockwell, Meyer, Knoop, Shore, dentre outros. 
 
1.1 Método Brinell 
 
Nascido em 21 de novembro de 1849 e falecido em 17 de novembro de 1925, o 
sueco J. A Brinell estudou muitos aspectos do ferro e de sua produção. Seu trabalho mais 
importante foi sobre as transformações do aço que ocorrem durante o aquecimento e o 
resfriamento. 
 
Suas descobertas sobre o controle de carbono contido nas fases contribuem até 
hoje para novas descobertas a respeito de propriedades do aço. Por volta de 1900, este 
sueco propôs um método para avaliar a dureza, que consistia na impressão de uma 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
20 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
superfície metálica com uma esfera de aço de 10 mm de diâmetro, empregando-se uma 
carga de 3000 Kgf. O número de dureza Brinell (HBN) foi, então, expresso pela carga P 
dividida pela área superficial da impressão: 
 
 2Kgf/mm 
S
P
BHN 
 (1) 
 
Sendo S a área da calota impressa no material: 
 
DhS 
 (2) 
 
Após determinação de uma relação entre o diâmetro da esfera do penetrador (D) 
e o diâmetro da projeção da impressão no plano (d), têm-se: 
 
))((
2
22 dDDD
P
BHN



 (3) 
 
A fim de se obter o mesmo número de dureza Brinell (HBN) com uma carga ou 
um diâmetro da esfera variado é necessário produzir impressões geometricamente 
similares, o que pode ser alcançado desde que se mantenha o ângulo 2 (fig. 1) 
constante. A equação 4 mostra que para se manter o ângulo 2 e o número de dureza 
HBN constantes, a carga e o diâmetro da esfera devem variar, mantendo-se a razão 
constante: 
 
2
3
3
2
2
2
2
1
1
D
P
D
P
D
P

 (4) 
 
Alguns inconvenientes são encontrados neste método para avaliação da dureza de 
metais ou ligas metálicas. Dentre estes inconvenientes podem ser citados a 
impossibilidade de se avaliar a dureza de aços muito duros (temperados, por exemplo), 
uma vez que este é o material da esfera do penetrador o que provocaria uma 
deformação desta e, portanto, a obtenção de resultados errôneos. Por outro lado, o 
tamanho da impressão torna o método inconveniente para pequenos objetos ou partes 
de peças que poderão ser criticamente tensionadas, o tornaria a impressão mais um 
concentrador de tensões. 
 
Brinell desenvolveu uma relação entre o limite de resistência a tração do material 
e o número de dureza HB, para aços e ferros fundidos, definida por: 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
21 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
D/2 
 
d/2 h 
P 
 
HBkRT 
 (5) 
 
Onde: k = constante para cada material; 
RT = Limite de resistência, Kgf/mm
2 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1- Parâmetros básicos num teste Brinell. 
 
1.2 Parte Experimental 
 
1.2.1. Objetivos 
 
 Avaliar a dureza de diversos materiais metálicos pelo método Brinell. 
 Avaliar a resistência mecânica do material, conhecendo-se a sua dureza Brinell. 
 
1.2.2. Materiais 
 
Aços, ligas de cobre (latão e bronze) e liga de alumínio. 
 
1.2.3. Equipamento 
 
Durômetro:__________________________________ 
Marca:______________________________________ 
Modelo:_____________________________________ 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
22 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
1.2.4. Procedimento 
 
Pelo método Brinell podem ser ensaiados materiais com durezas desde HB8 até 
HB450. Para materiais mais duros a esfera poderá sofrer uma deformação, tendo 
alterações nas suas dimensões cuja grandeza excede a tolerância especificada pela 
norma. 
 
Para se obter o mesmo valor de dureza HB, no ensaio de uma mesma amostra, 
com esferas de diferentes diâmetros, torna-se necessário manter constante a relação 
P/D2 (condição de semelhança geométrica das impressões). Entretanto, na prática, é 
impossível conseguir tal invariabilidade. Um ensaio é considerado satisfatório se o 
diâmetro da impressão d se mantém em torno de 0,25D < d < 0,5D, qualquer que seja a 
carga empregada. Na tabela I são indicados valores adequados de P, D, e d, além do 
tempo de aplicação de carga para diferentes metais de uso corrente. 
 
Tabela I. Parâmetros de aplicação do método de dureza Brinell. 
 
Diâmetro D Diâmetro d da Cargas (Kgf) 
(mm) impressão (mm) 
P = 
30D2 
P = 10D2 P = 5D2 P = 2D2 
10 
5 
2,5 
1 
2,0 - 6,0 
1,0 - 3,0 
0,5 - 1,5 
0,2 - 0,6 
3000 
750 
187,5 
30 
1000 
250 
62,5 
10 
500 
125 
31,25 
5 
200 
50 
12,5 
2 
Tempo de aplicação (s) 10 - 30 30 30 - 60 60 
Condições de emprego 
recomendadas 
 
Aços, 
ferros 
fundidos, 
bronzes 
especiais 
Latões, ligas 
de Mg 
(HB31 - 130) 
Cobre, 
duralumínio, 
zinco e suas 
ligas 
Estanho, 
chumbo 
 
1.3. Resultados 
 
Antes da execução dos ensaios de dureza, preencher a tabela a seguir de acordo 
com as condições selecionadas para cada material. Os resultados obtidos deverão ser 
listados nas linhas e colunas conforme se pede. 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
23 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
Tabela II- Valores de dureza Brinell obtidos no ensaio para diversos materiais. 
 
Material 
Condições Resultados 
Grau 
de 
Carga 
Diâmetro 
da esfera 
(mm) 
Carga 
(Kgf) 
Diâmetro 
da 
impressão 
Média Dureza 
RT 
 0,36HB 
(Kgf/mm2) 
 
Aço 
comum 
 
 
 
 
 
 
 
Aço 
inoxidável 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Latão 
 
 
 
 
 
 
Bronze 
 
 
 
 
Alumínio 
 
 
 
 
1.4. Bibliografia 
 
1. NBR 6394 - Jul/1981 - Determinação da Dureza Brinell de Materiais Metálicos 
2. NBR 6443 - Bloco Padrão para Ensaio de Brinell 
3. SOUZA, S.A., Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos. São Paulo, Edgard 
Blucher, 1974. 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
24 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
4. ASTM Standards. Philadelphia: American Society for Testing Materials. 
5. Normas da ABNT: Associação Brasileirade Normas Técnicas. 
6. Metals Handbook, Cleveland: American Society for Metals, 1961. 
7. PEDRAZA, BOTREL e SILVA, Tratamentos Térmicos dos Aços - Depto. de 
Engenharia Metalúrgica da EE.UFMG - MG – 1979; 
 
1.5. Exercícios Propostos 
 
1) Qual a dureza que mais interessa: 
a) ao mineralogista? 
b) ao engenheiro mecânico? 
 
2) Ao se ensaiar um aço pelo método Brinell empregou-se uma carga de 750 Kgf e 
obteve-se um diâmetro da impressão igual a 2,00 mm. Pergunta-se: 
a) Qual o diâmetro da esfera do penetrador utilizado? 
b) O ensaio pode ser considerado válido? 
c) Qual o valor da dureza HB? 
d) Qual a resistência mecânica deste aço? 
e) Se a carga empregada fosse de 3000 Kgf, qual deveria ser o diâmetro da esfera do 
penetrador a ser utilizada? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
25 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
d 
D 
 =  
MATERIAL 
p 
PRÁTICA DE LABORATÓRIO N0 02 
ENSAIOS MECÂNICOS - Ensaio de Dureza pelo Método Vickers 
 NBR 6672 - Jul/1981 - Materiais Metálicos - Determinação da Dureza Vickers 
 NBR 6672 - Tabelas de Valores da Dureza Vickers (HV) Para Materiais Metálicos 
 
2.1. MÉTODO VICKERS 
 
Este método de ensaio de dureza foi desenvolvido, em 1925, pelos pesquisadores 
Smith e Sandland e leva este nome devido a Vickers Armstrong Company Ltda, que 
adquiriu os direitos dos autores e fabricou as primeiras máquinas de ensaio. O método 
consiste na aplicação de uma carga estática no material através de um penetrador de 
diamante na forma de uma pirâmide de base quadrada que possui um ângulo de ataque 
de 136 (formado pelas alturas de duas faces opostas). Este ângulo produz valores de 
impressões semelhantes à dureza Brinell, porque para d/D = 0,375 (relação ideal no 
método Brinell), as tangentes à esfera partindo dos cantos da impressão fazem entre si 
exatamente um ângulo de 136, como mostrado na figura 1 (veja anotações em sala). 
Quando são utilizadas pequenas cargas o processo recebe o nome de microdureza 
Vickers e é muito indicado, de uma forma geral, quando se deseja a determinação da 
dureza de constituintes individuais de certa estrutura, ou ainda de materiais frágeis e 
peças pequenas ou de pequena espessura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2. Ângulo das tangentes à esfera, para a 
relação d/D = 0,375 na dureza Brinell. 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
26 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
Como o penetrador de diamante é indeformável, as impressões tornam-se 
bastante uniformes independentemente de seu tamanho. A aplicação da carga é feita 
através de uma alavanca, sendo mantida sobre a peça durante um tempo mínimo de 30 
segundos, após o que esta é retirada. O aparelho para ensaio de dureza é dotado de um 
dispositivo óptico de medição (vernier), com uma precisão suficiente (cerca de 1 mícron) 
para possibilitar a medição das diagonais da impressão. A medida é feita em duas 
posições ortogonais entre si, sendo a diagonal tomada como a média das medidas das 
diagonais, conforme mostrado na figura 3. 
 
 
2
 
_
21
ll
l

 
 
 
Figura 3 - Procedimento para a determinação da diagonal em 
uma impressão obtida por penetrador de diamante. 
 
O número de dureza Vickers é calculado a partir da relação: 
2l
P
1,8544 = HV
 (1) 
Onde: HV: Número de dureza Vickers em Kgf/mm2 
P: Carga nominal do ensaio em Kgf 
l: Diagonal média em mm 
 
O método apresenta algumas vantagens em relação a outros métodos de ensaio 
de dureza quanto ao seu emprego em trabalhos científicos, a saber: 
- Escala contínua. 
- Impressões pequenas que não inutilizam a peça. 
- Grande precisão de medida. 
- Deformação nula do penetrador. 
- Existência de apenas uma escala de dureza. 
- Aplicação para toda a gama de materiais, os quais apresentam os mais diversos 
níveis de dureza. 
l1 
l2 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
27 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
- Aplicação em qualquer espessura de material, podendo, portanto, medir 
também durezas superficiais. 
 
Entretanto, este método de ensaio de dureza exige muito cuidado na preparação 
da superfície da amostra de forma a tornar as impressões bastante nítidas. Desta forma, 
a preparação do corpo de prova deve ser feita empregando técnicas metalográficas. O 
polimento eletrolítico pode ser utilizado para evitar o encruamento do metal na 
superfície, o que afetaria o resultado. Este tipo de polimento torna a impressão mais 
nítida para a medida das diagonais. É necessário também um polimento mecânico prévio, 
de forma a remover algum mícron da camada superficial encruada devida ao corte. A 
amostra, usualmente, é embutida em uma resina de baquelite, a fim de tornar o seu 
manuseio mais fácil. Na prática são empregadas tabelas previamente calculadas para a 
determinação do número de dureza a partir da diagonal média e da carga empregada. 
 
Durante o processo de medição de dureza por penetração, desenvolve-se na 
região do material próximo à impressão, um estado complexo de tensões de compressão, 
particularmente favorável a obtenção de deformação plástica. Por isto, este processo é 
empregado a uma grande gama de materiais, desde os mais dúcteis até os mais frágeis. 
Existem certos cuidados em relação aos diversos processos de medição de dureza, os 
quais devem ser levados em consideração nos procedimentos de análise. 
 Abaixo são citados alguns: 
 
 A camada superficial deve ser na medida do possível, representativa das 
condições em que se encontra o resto do material. 
 
 Deverão ser eliminados todos os defeitos superficiais como trincas, riscos, 
poros e também manchas. 
 
 Materiais depositados na camada superficial, tais como óxidos e carepas. 
 
 A distância das impressões em relação às bordas da peça deve ser tal de 
forma a que a ausência de material nesta região não interfira nos resultados. 
 
 As impressões devem manter uma distância entre si, de forma a evitar o efeito 
do encruamento, devido à deformação plástica próxima às bordas destas. 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
28 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
2.2. Irregularidades Encontradas nas Impressões Vickers 
 
As irregularidades que podem ocorrer nas impressões Vickers estão apresentadas 
na figura 4. Estas anomalias estão relacionadas com possíveis irregularidades de fluxo 
que surgem durante a deformação plástica devido ao ensaio, e estão associadas às 
características do material. O primeiro caso (figura. 4.b.) ocorre em metais recozidos e 
tem origem no afundamento do metal em torno das faces do penetrador, resultando um 
valor de L maior que o real. No segundo caso (figura 3.c.) ocorre uma aderência do 
material às faces do penetrador, e frequentemente é encontrado em materiais 
encruados. A diagonal da impressão medida é menor do que o valor real. Em metais de 
grande anisotropia1, obtêm-se impressões de tal forma irregular que torna-se necessário 
tomar a média das diagonais medidas ortogonalmente entre si. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4 - (a) Impressão Vickers perfeita; (b) Impressão defeituosa; 
afundamento; (c) Impressão defeituosa; aderência. 
2.1.2. Objetivos 
 
 Avaliar a dureza de diversos materiais metálicos pelo método Vickers. 
 Comparar os valores de dureza Vickers para um mesmo material, obtidos a partir de 
cargas variadas. 
 
2.1.3. Materiais 
 
 Aço comum, aço ferramenta, cobre ou liga de cobre, alumínio ou liga de alumínio.1 Anisotropia é uma característica que os materiais apresentam de terem suas propriedades alteradas de acordo 
com a direção de observação. 
l1 l2 l 
MATERIAL 
l2 < l 
l1 >l 
MATERIAL 
(a) (b) (c) 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
29 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
2.1.4. Equipamento 
 
Durômetro Universal de Dureza - Marca:_______________Modelo:_________________ 
 
2.2. Procedimento 
 
Conforme procedimentos descritos na Norma ABNT - NBR 6672. 
 
2.3. Resultados 
Tabela III- Valores de dureza Vickers obtidos para diversos materiais em estudo. 
 
Material 
Condições Resultados 
Carga 
(Kgf) 
Diagonal impressão 
Dureza 
Média 
 (Kgf/mm2) 
P1 P2 l (mm) HV1 l (mm) HV2 HV1 HV2 
Aço 
comum 
 
Aço 
Inoxidável 
 
Aço VC 
131 
 
Latão 
Bronze 
 
Alumínio 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
30 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
2.4. Bibliografia 
 
1) Norma Brasileira - ABNT NBR 6672 - Jul/1981 - Materiais Metálicos - Determinação 
da Dureza Vickers. 
2) Norma Brasileira - ABNT NBR 6672 - Tabelas de Valores da Dureza Vickers (HV) 
para Materiais Metálicos. 
3) SOUZA, S. A. Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos - Fundamentos Teóricos e 
Práticos 
Ed. Edgard Blucher Ltda - SP - 1982; 
4) Princípios de Ciência dos Materiais 
Lawrence H. Van Vlack - Ed. Edgard Blucher Ltda - SP - 1970; 
5) Princípios de Metalurgia Física 
Robert E. Reed - Hill - Ed. Guanabara Dois S.A. - Rio de Janeiro - RJ - 1982; 
 
2.5. Exercícios Propostos 
 
1) O que garante a condição de independência do valor de dureza Vickers com relação a 
carga de ensaio? Explique. 
2) Por que cargas muito pequenas podem levar a erros na avaliação da dureza de um 
metal? 
3) Como se explica a utilização do método Vickers na avaliação da dureza de diversos 
materiais? 
4) Ao se avaliar a dureza de uma amostra metálica pelo método Vickers empregando-se 
uma carga P obteve-se uma diagonal l. 
a) Se a carga for triplicada qual será o valor da nova diagonal? 
b) Se a carga for duas vezes menor que a inicial, qual será o valor da diagonal? 
5) Determine a área superficial de uma impressão Vickers cuja diagonal é L, como função 
do ângulo . 
6) Cite as irregularidades que podem ocorrer nas impressões Vickers. Comente sobre 
cada uma delas. 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
31 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
PRÁTICA DE LABORATÓRIO N0 03 
ENSAIOS MECÂNICOS - Ensaio de Microdureza Dureza Vickers 
 NBR 6672 - Jul/1981 - Materiais Metálicos - Determinação da Dureza Vickers 
 NBR 6672 - Tabelas de Valores da Dureza Vickers (HV) para Materiais Metálicos 
 
 
3.1 MICRODUREZA VICKERS 
 
Várias das aplicações da dureza Vickers estão voltadas para o ensaio de 
microdureza. Este método está associado à determinação da profundidade de superfícies 
carbonetadas, temperadas ou que sofreram algum processo de endurecimento 
superficial, além da determinação da dureza de constituintes individuais de uma 
microestrutura, de materiais frágeis, de peças muito pequenas ou extremamente finas. 
As cargas de ensaio são baixas, variando desde algumas gramas até alguns 
poucos quilos. Dois penetradores são empregados, caracterizando assim dois tipos de 
microdureza: A microdureza Vickers emprega a mesma técnica do processo de dureza 
Vickers e a microdureza Knoop utiliza um penetrador na forma apresentada na figura 5. 
 
 (a) (b) (c) 
Figura 5 - a) Comparação entre os tamanhos das impressões Knoop e Vickers para uma 
mesma carga; b) Detalhe de uma impressão Knoop; c) Penetrador Knoop 
 
3.1.1. Cuidados a Serem Tomados na Execução do Ensaio de Microdureza 
O corpo de prova deve ser preparado por técnicas metalográficas, uma vez que 
face as pequenas cargas empregadas no ensaio, quaisquer irregularidades superficiais 
(riscos, carepas, pontos de oxidação, etc) podem levar a resultados errôneos. O 
polimento eletrolítico evita o efeito do encruamento superficial muitas vezes ocorrente 
172 o 30`
130o
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
32 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
nos processos usuais de preparação metalográfica. Um método muito utilizado para 
peças pequenas consiste em fazer um embutimento desta com uma resina epoxi ou 
baquelite, o que facilita o manuseio. 
Para cargas muito baixas (em geral menores do que 300 gf), além de produzirem 
impressões muito pequenas, o efeito da recuperação elástica é grande em relação a 
deformação plástica provocada, o que também pode ser uma fonte de erro. Torna-se 
então, comum realizar uma pesquisa da carga ideal para se ensaiar determinado 
material. Em virtude disto, verifica-se que as dureza Knoop e Vickers aumentam quando 
a carga diminui conforme mostrado na figura 6. 
 
Figura 6 - Variação de HK e HV com a carga no ensaio de microdureza. 
 
 
Face ao formato do penetrador Knoop, este tipo de microdureza é mais sensível à 
orientação da superfície da amostra (anisotropia). 
O tempo de manutenção da carga deve ser por volta de 18 a 30 segundos e a 
velocidade de aplicação da carga deve estar entre 1 e 20 m/segundo. Velocidades 
maiores dão valores de dureza mais baixos. 
Erros maiores nas medidas de microdureza são ocasionados por erros nas medidas das 
diagonais (devido ao seu pequeno tamanho quando são empregadas cargas muito 
pequenas). 
 
 
 
0
200
400
600
800
1000
1200
0 200 400 600 800 1000
Carga (gf)
H
V 
 
 H
K
Seqüência1
Seqüência2
HV 
HK 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
33 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
3.1.2 Objetivos 
 
 Avaliar o perfil de microdureza da camada superficial de uma engrenagem pelo 
método Vickers. 
 
3.1.3 Material 
 
 Engrenagem de aço, cementada superficialmente e temperada. 
 
3.1.4 Equipamento 
 
Durômetro Universal de Dureza - Marca:________________ Modelo:________________ 
Condições de ensaio: Carga_____________________ Ampliação ___________________ 
 
3.2 Procedimento 
 
Conforme procedimentos descritos na Norma ABNT - NBR 6672. As medidas das 
diagonais serão feitas através do micrômetro óptico ou vernier, cujo desenho 
esquemático é apresentado na figura 7. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7 - Micrômetro óptico para medição das diagonais da 
impressão no método de microdureza Vickers. 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
34 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
3.3 Resultados 
 
Tabela IV - Valores de dureza microdureza Vickers obtidos ao longo da camada de uma peça 
que sofreu cementação e têmpera. 
Distância 
(mm) 
Diagonal 
(mm) 
HV 
Distância 
(mm) 
Diagonal 
(mm) 
HV 
0 3,3 
0,3 3,6 
0,6 3,9 
0,9 4,2 
1,2 4,5 
1,5 4,8 
1,8 5,1 
2,1 5,4 
2,4 5,7 
2,7 6,0 
3,0 6,3 
 
 
3.4 Bibliografia 
 
1) Norma Brasileira - ABNT NBR 6672 - Jul/1981 - Materiais Metálicos - Determinação da 
Dureza Vickers 
2) Norma Brasileira - ABNT NBR 6672 - Tabelas de Valores da Dureza Vickers (HV) Para 
Materiais Metálicos 
3) Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos - Fundamentos Teóricos e Práticos 
Sérgio Augusto de Souza - Ed. Edgard Blucher Ltda - SP - 1982; 
 
3.5 Exercícios Propostos 
 
1) Faça um gráfico representativo do perfil de microdureza da camada superficial da 
engrenagem. 
2) Qual a espessura aproximada desta camada? 
3) Comopodem ser explicadas as variações de dureza ao longo da camada? 
4) Quais as causas de erro no método de ensaio de microdureza? 
5) Faça uma pequena pesquisa sobre cementação. 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
35 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
PRÁTICA DE LABORATÓRIO N0 04 
ENSAIOS MECÂNICOS - Ensaio de Dureza pelo Método 
Rockwell 
NBR NM 146 -1 - Materiais metálicos - Dureza Rockwell Parte 1: Medição da dureza 
Rockwell (escalas A, B, C, D, E, F, G,H e K) e Rockwell superficial (escala 
15N,30N,45N,15T,30T e 45T) - Dez/1998 
 
4.1 DUREZA ROCKWELL 
 
Este método de ensaio de dureza foi desenvolvido em 1922 por Rockwell, e por 
apresentar certas vantagens, tem grande emprego a nível internacional. Tecnicamente, o 
ensaio elimina o tempo necessário para a medida de qualquer dimensão da impressão, 
uma vez que a dureza é lida diretamente numa escala, previamente preparada em 
função da profundidade de penetração. O ensaio é por isto mais rápido e isento de erros 
pessoais. A rapidez do ensaio torna-o propício tanto para uso em linhas de produção 
quanto para uso em laboratório. 
Existem dois tipos de dureza Rockwell que diferem entre si pela pré-carga 
empregada. A dureza Rockwell normal, que emprega uma pré-carga de 10 Kg, e a 
dureza Rockwell superficial, que utiliza uma pré-carga de 3 Kg. Estes tipos de dureza têm 
aplicações específicas, sendo o primeiro mais aplicado ao controle e verificação de 
tratamentos térmicos, e o segundo mais apropriado ao controle de tratamentos térmicos 
superficiais. 
O ensaio é baseado na profundidade de penetração de uma ponta sobre um 
material, quando esta é submetida a uma carga nominal, proveniente da soma de uma 
pré-carga e uma carga maior (após recuperação elástica devido à retirada da carga 
maior). Os penetradores utilizados são do tipo esférico (esfera de aço temperado) ou 
cônico (cone Brale, com uma conicidade de 120o). A pré-carga (carga menor) é utilizada 
para fixar a amostra e serve como referencia inicial para o ensaio. A seguir uma carga 
maior é então adicionada completando a carga nominal do ensaio. A leitura do número 
de dureza é lida diretamente no relógio após a retirada da carga maior. A figura 8 ilustra 
a sequência de etapas do método. 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
36 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
Figura 8 - Seqüência de operações do método de ensaio de dureza Rockwell (esquemático). 
 
O método de ensaio de dureza Rockwell emprega várias escalas que são 
independentes entre si. Cada escala é obtida em função da pré-carga, carga nominal e 
do tipo de penetrador empregados. O relógio indica o número de dureza por analogia 
com a profundidade que a ponta penetra no material. Um número alto de dureza 
corresponde a uma pequena profundidade de penetração e vice-verso. Os manuais de 
operação das máquinas de ensaio são fornecidos pelos fabricantes e indicam como 
efetuar a medida em cada escala. Além disto, tabelas de aplicação do método podem ser 
facilmente localizadas nos manuais. 
A tabela V apresenta as condições que determinam as escalas do método normal. 
O método superficial é mais comumente empregado para em corpos de prova de 
pequena espessura, como lâminas, e materiais que sofreram algum tratamento 
superficial, como cementação, nitretação e etc. 
 
 
 
 
 
2575
0
50
80
20
15
10
5
WILSON
85
70
65
60
55 45
40
35
30
90
95
2575
0
50
80
20
15
10
5
WILSON
85
70
65
60
55 45
40
35
30
90
95
2575
0
50
80
20
15
10
5
WILSON
85
70
65
60
55 45
40
35
30
90
95
P0 
P1 
P0 
P0 
P1 P1 
h0 h h1 
PEÇA PEÇA PEÇA 
Pré carga, relógio 
em “0” 
Carga total 
P0 + P1 
Retirar a carga e 
fazer a leitura 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
37 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
Tabela V -. Escalas de dureza Rockwell normal. 
Escala Penetrador 
Carga 
(Kgf) 
Posição da escala 
no relógio 
Aplicações 
B Esfera 1/16” 100 Interna 
Ligas de cobre, aços moles, ligas 
de alumínio, etc. 
C Cone Brale 150 Externa Aço duro, perlítico, etc. 
A Cone Brale 60 Externa 
Aços finos e aços endurecidos 
superficialmente. 
D Cone Brale 100 Externa 
Aços com características entre os 
dois citados acima. 
E Esfera 1/8” 100 Interna 
Ligas de Al e Mg, metais para 
mancais. 
F Esfera 1/16” 60 Interna 
Ligas de cobre recozidas e chapas 
finas de metais moles. 
G Esfera 1/16” 150 Interna Liga Cu-Ni-Zn 
H Esfera 1/8” 60 Interna Alumínio, zinco, chumbo. 
K Esfera 1/8” 150 Interna 
Metais para mancais e outros 
metais muito moles ou finos. 
L Esfera 1/4” 60 Interna 
M Esfera 1/4” 100 Interna 
P Esfera 1/4” 150 Interna 
R Esfera 1/2” 60 Interna 
S Esfera 1/2” 100 Interna 
V Esfera 1/2” 150 Interna 
 
A tabela VI, a seguir, mostra as escalas do método Rockwell superficial que utiliza 
pré-carga de 3 kgf. 
 
Tabela VI - Escalas superficiais do método Rockwell. 
Carga 
(Kgf) 
Penetrador Escala Aplicação 
15 15 N 
30 Cone Brale 30 N Metais similares aos usados pelas escala A, C e D 
45 45 N 
15 15 T 
30 Esfera 1/16” 30 T Metais similares aos usados pelas escala B, F e G 
45 45 T 
 
Para determinar a profundidade em mm do penetrador, empregam-se as seguintes fórmulas: 
 
a) Para penetrador de diamante 
 
)100(001,0 lSuperficia 
)100(002,0 Normal 
HRhHR
HRhHR


 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
38 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
b) Para penetrador esférico 
 
)100(001,0 lsuperficia 
)130(002,0 comum 
HRhHR
HRhHR


 
 
Figura 9 - Durômetro Rockwell instalado no laboratório de Materiais de Construção Mecânica do 
departamento de Engenharia Mecânica da Pontifícia Universidade católica de Minas 
Gerais – PUC MG. 
 
4.1.1 Objetivos 
 
 Avaliar a dureza de metais pelo método Rockwell. 
 Executar verificações empregando padrões de dureza. 
 
4.1.2 Material 
 
 Aços, latão, bronze e liga de alumínio. 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
39 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
4.1.3. Equipamento 
 
Durômetro _________________Marca:____________________Modelo:________________ 
Condições de ensaio: Penetrador___________________Carga_____________________ 
 
4.2 Procedimento 
 
Conforme procedimentos descritos na Norma ABNT - NBR 6671. 
 
4.3 Resultados 
 
Tabela VII – Dados obtidos no ensaio de dureza Rockwell. 
 
 
4.4 Bibliografia 
 
1) Norma Brasileira - ABNT NBR 6671 - Jul/1981 - Materiais Metálicos - 
Determinação da Dureza Rockwell 
2) SOUZA, Sérgio Augusto de. Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos - 
Fundamentos Teóricos e Práticos - Ed. Edgard Blucher Ltda - SP - 1982; 
 
 
 Material 
Carga 
(kgf) 
Dureza Média Material 
Carga 
(kgf) 
Dureza Média 
Aço comum 
 
 Bronze 
 
 
 
 
 
 
Aço VC 131 
 
 Alumínio 
 
 
 
 
 
 
Ferro Fundido 
 
 Latão 
 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
40 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
4.5 Exercícios Propostos 
 
1) Cite algumas vantagens da utilização do método Rockwell em relação aos 
métodos anteriores. 
2) Como deve ser o procedimento para a escolha da escala adequada no método 
Rockwell.Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
41 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
5
a
 PRÁTICA DE LABORATÓRIO 
Ensaios Mecânicos - O ENSAIO DE TRAÇÃO 
DEM - IPUC - Prof. Ubirajara Domingos de Castro 
NBR 6152 - Jul/1981 - Materiais Metálicos - Determinação das Propriedades Mecânicas à Tração. 
 
5.1. O ENSAIO DE TRAÇÃO 
O ensaio de tração possui grande facilidade de execução e reprodutibilidade de 
resultados. Além disso, o carregamento a tração é a solicitação estática mais severa, à qual um 
material pode estar submetido. Estes fatores tornam fazem com que este ensaio seja um dos 
mais importantes na avaliação das propriedades mecânicas dos materiais. Consiste em 
submeter um corpo de prova de dimensões padronizadas do material a um esforço definido 
por cargas uniaxiais de mesma direção e de sentidos contrários. O corpo de prova tem o seu 
comprimento alongado até que ocorra a ruptura. 
As deformações ocorridas no material podem ser notadas de forma uniforme ao longo 
do comprimento útil até que seja atingida a carga máxima. Esta uniformidade de deformação 
permite obter valores característicos da curva tensão-deformação convencional diretamente 
pelo registro gráfico do ensaio. Este, geralmente, é feito a baixa velocidade de aplicação de 
carga, sendo classificado como um ensaio estático. Amostras do material são usinadas com 
dimensões padronizadas pelas várias associações de normas técnicas (ASTM, ISO, ABNT, 
DIN, dentre outras), denominadas corpos de prova (ver figura 1), facilitando a comparação de 
resultados. 
De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) o comprimento 
mínimo do corpo de prova padrão está associado ao seu comprimento pela seguinte relação: 
A k So
 (1) 
Onde, k = 5,65 
 
 
 
Figura 10 - Aspecto do corpo de prova para o ensaio de tração. 
Cabeça 
Parte útil 
A 
R 
 
B 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
42 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
Os corpos de prova apresentam um trecho, denominado de parte útil, com a seção 
tranversal menor de forma a garantir que a deformação aconteça somente nesta região. O 
aumento da seção nas extremidades dos corpos de prova permite sua fixação nas garras da 
máquina de forma a prevenir a ruptura nestes locais. Com a aplicação da carga (F) a barra 
sofre uma deformação (e), definida pela variação do comprimento (L). Desta forma, obtém-
se, concomitantemente com o ensaio, uma curva de Carga/Alongamento. A figura 11 mostra 
esta curva com dados obtidos no ensaio hipotético do corpo de prova cilíndrico apresentado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11. – Curva característica de Carga (Kgf) versus Alongamento (mm) obtido no 
ensaio de tração. 
 
De posse dos valores de carga (Kgf) e alongamento (mm) obtidos, concomitantemente 
com o ensaio de tração, pode-se esquematizar a curva de tensão convencional ou de 
engenharia (Mpa) versus a deformação convencional (mm/mm). Esta curva está representada 
na figura 12. As equações 2 e 3 representam as relações entre a carga e a tensão convencional, 
bem como entre o alongamento e a deformação convencional. 
0S
F

 (2) 
Onde: Fi = carga instatânea 
 S0 = área inicial 
 
50 10 
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5
Alongamento (mm)
C
ar
ga
 (K
gf
)
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
43 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
00
0f
l
l
l
ll
e




 (3) 
Onde: Fi = carga instatânea 
 S0 = área inicial 
Figura 12 - Curva típica tensão-deformação convencional, obtida no ensaio de tração. 
 
As equações 4 e 5 representam as relações entre a carga e a tensão verdadeira, bem 
como entre o alongamento (l) e a deformação verdadeira (). 
i
i
v
S
F

 (4) 
Onde: v= tensão verdadeira 
 Fi = carga instantâneo. Si = área instatânea 
 







0
f
l
l
ln
 (5) 
Onde: = deformação verdadeira 
 l0 = área comprimento inicial; lf = comprimento final 
 
0 
5 
10 
15 
20 
25 
30 
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 
T
e
n
s
ã
o
 (
M
P
a
) 
Deformação (mm/mm) 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
44 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
A figura 13 mostra a curva tensão verdadeira (MPa) versus a deformação verdadeira 
(mm/mm), traçada a partir de dados obtidos do ensaio anterior. Nota-se o crescimento 
contínuo da tensão verdadeira até a ruptura do corpo de prova. Isto ocorre, face à redução da 
seção real a partir do ponto de carga máxima (deformação não uniforme). 
Figura 13. – Curva tensão/deformação verdadeiras. 
Os diagramas das figuras 12 e 13 mostram que, inicialmente, a curva é linear e a 
relação entre a tensão () e a deformação (e) é definida pela equação 6. 
(lei de Hooke) 
eE 
 (6) 
Onde: = tensão convencional 
 E = módulo de elasticidade ou módulo de Young 
 e = Deformação convencional 
O regime de deformação definido nesta região é o elástico e sua principal 
característica é que o corpo de prova tem a capacidade de as suas dimensões iniciais se o 
esforço aplicado for retirado. 
A parte parabólica da curva define o regime de deformação plástica. Este regime se 
inicia quando a carga aplicada atinge um valor correspondente ao limite de escoamento do 
material sendo analisado. Neste ponto ocorre uma transição no regime de deformação, e a 
partir daí, o material não mais recupera as suas dimensões originais quando a solicitação é 
 
-2
3
8
13
18
23
28
33
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1
Deformação verdadeira (mm/mm)
T
en
sã
o
 V
e
rd
ad
ei
ra
 (
M
P
a)
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
45 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
retirada. Esta região caracteriza-se por um aumento significativo na dureza. devido à 
deformação a frio. denominado encruamento. 
Usualmente, o ensaio de tração permite a determinação das seguintes características do 
material: 
 Tensão no limite de escoamento (e): É a tensão que delimita a transição entre os 
regimes de deformação elástica e plástica. O limite de escoamento pode ocorrer de 
duas formas. 
Na primeira, ocorre um patamar de escoamento na região de transição e neste caso é 
denominado de limite de escoamento definido, ocorrendo para aços de baixo teor de 
carbono e macios (no estado recozido), conforme figura 14. 
 
Figura 14. – Curva de tração apresentando um patamar de escoamento. 
 
Geralmente, o fenômeno do escoamento definido é observado em aços que 
sofrerão tratamentos mecânicos a quente (temperaturas de trabalho acima de metade 
da temperatura absoluta de fusão do material). Neste caso, ocorre um fenômeno 
denominado evelhecimento dinâmico (interação entre átomos de solutos, de carbono 
e nitrogênio, e deslocações) simultaneamente com a deformação. Durante a 
ocorrência do patamar de escoamento, observam-se regiões de deformação 
localizadas, que vão cobrindo toda a parte útil do corpo de prova. Durante a 
formação súbita de uma banda de deformação. Esta cessa em toda a parte útil do 
corpo de prova e concentra-se exclusivamente na banda. Desta forma, quanto maior a 
0 
50 
100 
150 
200 
250 
0 1 2 3 4 5 6 
C
a
rg
a
 (
K
g
f)
 
Alongamento (mm/mm) 
Patamar de 
escoamento 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
46 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
F 
F 
Região 
deformada 
Direção de 
movimento da 
Banda de Lüders 
Região não-
deformada 
Banda de 
Lüders 
 
deformação nesta banda,maior será a variação de tensão (como mostrado na 
figura 15, que explicita o trecho da curva da figura 14 onde ocorre o patamar de 
escoamento. 
Figura 15. – Heterogeneidade de deformação durante o patamar de escoamento. 
À medida que a região deformada vai aumentando, tem-se uma região 
deformada, uma outra não-deformada e uma região de transição denominada Banda 
de Lüders. A deformação passa a ocorrer somente na região de transição. A figura 16 
mostra o fenômeno e indica o patamar de escoamento. 
 
 
 
 
 
Figura 16 - Ocorrência de banda de 
Lüders em corpos de prova de tração. 
 
 
 
 
 
 
0
50
100
150
200
0 0,5 1 1,5 2
Deformação (e)
T
en
sã
o
 (M
P
a)

Bandas de 
Lüders 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
47 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
0
5
10
15
20
25
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Deformação (%)
Te
ns
ão
 (M
P
a)
r r'
r // r'
0,2 
 0,2 
A segunda forma do limite de escoamento não aparece tão explicitamente no gráfico 
quanto à primeira. Neste caso, ele é definido como a relação entre a carga, necessária 
para promover uma deformação de x%, e a área inicial do corpo de prova. O valor de 
x é específico para cada material. Para aços, por exemplo, é especificado um valor de 
para x = 0,2%. A figura 17 mostra um detalhe da figura 12 e ilustra o procedimento 
para a determinação do limite de escoamento a x% de deformação, considerando que 
o corpo de prova ensaiado era de aço. 
 
 
Figura 17. – Procedimento para avaliação do limite de escoamento a x% de deformação. 
 
 Tensão no limite de resistência (RT): é a máxima tensão que o material suporta. 
Neste ponto, surge no material um fenômeno denominado de estricção, definido por 
uma deformação localizada. A deformação é uniforme (eu) e o volume permanece 
constante até este ponto. A partir daí, a deformação passa a ser não uniforme (eu) e 
não há mais constância de volume. O limite de resistência é definido pela carga 
máxima, dividida pela área inicial da seção transversal do corpo de prova. 
 Resiliência: Capacidade de um material absorver energia quando deformado 
elasticamente e liberá-la quando descarregado. 
 Tenacidade: É a capacidade de um material absorver energia na região plástica até a 
ruptura. Pode ser determinada através do cálculo da área total sob a curva tensão-
deformação. 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
48 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 Ductilidade: Dois parâmetros são utilizados para avaliar a ductilidade do material. 
Ambos avaliam a quantidade total de deformação que o material pode suportar até a 
ruptura. São eles: 
1. Alongamento percentual após ruptura (A%): É a deformação linear total que o 
material suporta até a ruptura do corpo de prova. Define-se como a relação percentual 
entre a variação no comprimento após ruptura (l) e o comprimento inicial (l0). A 
equação 7 representa esta relação. 
100100(%)
00
0
x
l
l
x
l
ll
A
f 



 (7) 
A melhor maneira de se medir o comprimento final (lf) é dividir o comprimento útil 
inicial do corpo de prova em partes iguais, por meio de pequenos riscos transversais. 
Se a ruptura ocorrer no meio da parte útil, ou próximo dele, juntam-se as partes, 
contam-se n/2 divisões de cada lado e mede-se o comprimento final (lf) (figura 16b). 
Caso a ruptura ocorra próximo de um dos terços médios da parte útil, de modo a não 
ser possível a contagem de n/2 divisões de um dos lados, acrescenta-se ao 
comprimento de n/2 divisões do lado oposto, o número de divisões que faltar para 
completar as divisões do lado mais curto. O comprimento final (lf) é a soma do 
número total de divisões obtidas (l’) mais o comprimento dado pelo número de 
divisões adicionais juntadas do lado mais longo (l’’) (figura 16c). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 18. – Método para determinação do valor de l para o alongamento. 
df 
(b
) 
Lf = 10 
divisões 
df 
(c) 
5 div. 
2 div. 3 div. 
l’ l’’ 
d0 
B 
(a) 
l0 = 10 divisões 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
49 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
Uma outra forma de medir o alongamento percentual após ruptura é através do registro 
gráfico do ensaio (figura 17). O alongamento l’ é obtido pela interseção de uma reta 
(r’), paralela à reta (r) representativa do regime elástico, com o eixo do alongamento 
(mm). O valor de l é calculado, dividindo-se o valor de l’ pela ampliação utilizada. 
O alongamento é então calculado, empregando-se a equação 7. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 19 - Avaliação gráfica do alongamento percentual após ruptura. 
 
 
 
ampliação
'l
l

 
 (8) 
 
2. Redução percentual de área ou estricção (Z%): É a relação percentual entre a 
variação da área da seção transversal útil do corpo de prova após a fratura (S)e a área 
inicial (So). A figura 16 ilustra a medição do diâmetro final após ruptura e a equação 9 
é utilizada para a determinação da redução percentual de área. 
100100(%)
00
0
x
S
S
x
S
SS
Z
f 



 (9) 
 
5.2. Parte Experimental 
5.2.1. Objetivos 
 Avaliar as propriedades mecânicas no ensaio de tração de aços; 
 Avaliar o efeito do tratamento mecânico nas propriedades mecânicas do aço. 
0
50
100
150
200
250
0 1 2 3 4 5
Alongamento (mm)
C
ar
ga
 (K
gf
)
l’
ruptura 
(x ampliação) 
l0 
d0 
l 
lf 
df 
antes depois 
r 
r' 
r'//
r 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
50 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
5.2.2. Materiais 
02 corpos de prova de aço ABNT 1020. 
 Cp1: cabeça clara (laminado a frio); 
 Cp2: cabeça escura (laminado a quente). 
 
5.2.3. Equipamento 
Máquina ___________________Marca:_______________________Modelo:_____________ 
Condições de ensaio: Carga_______________________Ampliação_____________________ 
 
5.2.4. Procedimento 
Conforme procedimentos descritos na Norma ABNT - NBR 6152. 
 
5.3. Resultados 
 Tabela VIII. - Dados dos corpos de prova a serem ensaiados. 
Cp 
Dureza 
d0 
(mm) 
S0 
(mm) 
RT 
(Kgf/mm
2
) 
Fmáx. 
(KN) 
HRB 
HB 
10/3000 
 
1 
2 
ObS.:Escala da máquina (F.E.)  0,35xHBxS0 (relação de Brinell) 
Tabela IX. – Propriedades avaliadas no ensaio de tração de cps. de aço ABNT 1045. 
Cp 
S0 
(mm
2
) 
Carga 
(KN) 
Escoamento 
RT 
 
Alongamento Estricção 
definido (Mpa) 0,2% (Mpa) 
lf 
(mm) 
 
A(%) 
 
df 
(mm) 
Z(%) 
1 
2 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
51 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
5.4. Bibliografia 
1) SILVA, E. M. de P. e. at all, Fundamentos de Ensaios Mecânicos de Metais, Editado pro 
Prof. José M. de Godoy, com o auxílio do Conselho Nacional de Desenvolvimento 
Científico e Tecnológico (CNPq), UFMG, depto. De Engenharia Metalúrgica, Belo 
Horizonte, 1980. 
2) Norma Brasileira - ABNT NBR 6152 - Jul/1981 - Materiais Metálicos - Determinação das 
Propriedades à tração. 
3) SOUZA, S.A., Ensaios Mecânicos de Materiais Metálicos. São Paulo, Edgard Blucher, 
1974. 
4) DIETER, G.E., Mechanical Metallurgy. Tokyo, 2
a
 Ed., McGraw-Hill, 1976. 
 
5.6. Exercícios Propostos 
1) Resultados de um ensaio de tração para um aço 0,5% C e para um latão 70 - 30 
forneceram os seguintes resultados: 
Material Tu (PSI) eu (%) 
Aço44800 30 
Latão 56000 50 
. 
Considerando que a relação entre T e e é dada pela equação T = ke
n
 (equação de 
Hollomon) e sendo Tu , eu tomados no ponto de carga máxima do ensaio, calcular os 
valores de K e n para ambos os materiais. 
2) Mostrar que o limite de resistência (RT) para um material que obedece à lei  = ke
n
 é dado 
por: 
n
n
k
RT







71,2

 
 
onde 2,71 é a base do sistema de logaritmos naturais. 
3) Faça uma pesquisa e sobre a ocorrência do patamar de escoamento no ensaio do corpo de 
prova recozido. 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
52 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
4) Uma barra de aço tem um diâmetro de 22,00 mm. Desenhe um corpo de prova padrão a ser 
usinado a partir desta barra, indicando as medidas essenciais. 
5) A partir da curva de Carga versus Alongamento obtida e do alongamento após ruptura 
medido nos corpos de prova, pede-se determinar a ampliação média utilizada nos ensaios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
53 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
6
a
 PRÁTICA DE LABORATÓRIO 
O Exame Metalográfico 
DEM - IPUC - Prof. Ubirajara Domingos de Castro 
NBR 8653 – Metalografia e tratamentos térmicos e termoquímicos das ligas ferro-carbono 
- Terminologia - 
NBR 8108 - Ataque com reativos metalográficos em ligas ferrosas. Jul/1983 
6. Introdução 
 
A metalografia é um dos principais ramos da metalurgia física e busca estudar a 
constituição, a estrutura e a textura dos metais. O exame metalográfico encara o metal sob o 
ponto de vista de sua estrutura, procurando relacioná-la às suas propriedades físicas, 
composição, processo de fabricação, etc., de modo a poder esclarecer, ou prever seu 
comportamento numa determinada aplicação. A observação das estruturas metálicas sob 
aumentos convenientes é de importância considerável tanto para os estudantes, engenheiros, 
como para os pesquisadores. É necessário ressaltar que tão-somente a análise química não 
permite tecer considerações satisfatórias sobre as propriedades físicas de uma liga metálica 
(mecânicas, elétricas, magnéticas, etc.) e que a metalografia preenche, pelo menos em grande 
parte, essa lacuna. O conhecimento da história dos produtos fundidos, dos processos de 
elaboração das ligas e dos tratamentos térmicos e mecânicos a que foram submetidas serão 
necessários para desvendar a causa dos incidentes de fabricação e julgar as qualidades 
técnicas dos produtos obtidos. A metalografia é, hoje, uma ferramenta de suma importância 
na busca de soluções para problemas e da durabilidade de componentes metálicos quando 
submetidos às condições de serviço, que, a cada dia, tornam-se mais severas. Esta técnica traz 
informações acerca da causa dos defeitos, objetivando uma melhoria tecnológica ou de 
desenvolvimento científico do produto. O exame metalográfico pode ser feito à vista 
desarmada ou no máximo com o auxílio de uma lupa (exame macrográfico) ou com o auxílio 
de um microscópio (exame micrográfico). Esses exames são feitos em secções do material, 
polidas e atacadas com reativos adequados. Em síntese, o exame metalográfico fornece dados 
sobre como o material e peça foram feitos e também sobre sua homogeneidade. 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
54 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
6.1. Histórico da Peça a Ser Investigada 
 
Quando um material ou peça é entregue ao laboratório a fim de ser examinado para 
esclarecimento de alguma questão, o encarregado de estudar o assunto precisa, antes de mais 
nada, tomar providências no sentido de inteirar-se bem do que se deseja investigar. Uma vez 
ciente do que se trata e admitida a viabilidade do que é solicitado fazer, o técnico fará uma 
verificação do material entregue e se as informações prestadas são suficientes para poder 
delinear e executar o programa de ensaios que o caso requeira. Esse trabalho preliminar de 
obtenção de informações se impõe na maioria dos casos, pois raras vezes o histórico do que se 
pretender estudar é relatado espontaneamente e com clareza. Outras vezes o material é 
enviado ao laboratório apenas acompanhado de um pedido para que sejam executados 
determinados ensaios sem maiores esclarecimentos. Se o interessado não especificar as 
regiões da peça onde os ensaios devem ser realizados, ou pelo menos para que fins se 
destinam, o técnico não deve dar início a qualquer procedimento de ensaio, sem antes discutir 
recolher estas informações. 
 
6.2. O Exame Macrográfico 
 
A macrografia consiste no exame do aspecto de uma peça ou amostra metálica, 
segundo uma seção plana devidamente polida e, em geral, atacada por um reativo apropriado. 
A palavra macrografia também é empregada para designar os documentos que reproduzem a 
macroestrutura, em tamanho natural ou com aumento máximo de 10 vezes.Pela macrografia 
obtém-se informações de caráter geral, tais como: um aspecto de conjunto sobre a 
homogeneidade do material da peça, a distribuição e quantidade de certas impurezas, 
processos de fabricação, etc. 
6.2.1. Preparação dos corpos de prova para macrografia 
 
1. Escolha e localização da seção a ser estudada: Alguns critérios para esta escolha serão 
definidos pela forma da seguir exemplifica a escolha de uma seção mais apropriada 
para o estudo. 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
55 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 20 - Influência da posição do corte de uma barra sobre seu aspecto macrográfico. 
 
Um corte, preferencialmente, na seção transversal é feito se o objetivo do ensaio é verificar: 
 a natureza do material: aço, ferro pudlado; 
 se a secção é inteiramente homogênea ou não, bem como a forma e intensidade da 
segregação; 
 a posição, forma e dimensões das bolhas e das dendritas; 
 a existência de restos de vazio; 
 se a peça sofreu cementação, a profundidade e regularidade desta ou a profundidade 
da têmpera; 
 se um tubo é inteiriço, caldeado ou soldado; 
 certos detalhes de soldas de chapas ( seção transversal da solda); 
 no caso de ferramentas de corte caldeadas, a espessura e regularidade das camadas 
caldeadas (secção perpendicular ao gume); 
 a regularidade e a profundidade de partes coquilhadas de ferro fundido, etc. 
 Um corte longitudinal será preferível quando se quer verificar: 
 se uma peça é fundida, forjada, ou laminada, estampada ou torneada; 
 a solda de barras ou como se processou um caldeamento de topo; 
 eventuais defeitos nas proximidades de fraturas; 
 a extensão de tratamentos térmicos superficiais, etc 
2. Realização de uma superfície plana e polida no lugar escolhido: A obtenção da 
superfície compreende três etapas: a do corte ou do desbaste, a do lixamento e a do 
polimento. A etapa do corte é feita com serra ou com cortador de disco abrasivo do tipo 
"cut-off" e localiza a superfície a examinar. Quando o corte não é viável, recorre-se ao 
desbaste que é praticado com o esmeril comum ou com auxílio da plaina até atingir a 
região que interessa. Por meio de uma lixadeira mecânica termina-se esta primeira etapa, 
finda a qual, ter-se-à uma superfície plana, bem retificada e com a orientação desejada. 
a 
a 
b 
b 
a-a b-b 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
56 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
Todas essas operações deverão ser levadas a cabo com a devida cautela, de modo a evitar 
encruamentos locais excessivos (figura 21), bem como aquecimentosa temperaturas acima 
de 100ºC em peças temperadas, fenômenos que seriam mais tarde postos em evidência 
pelo ataque, perturbando a interpretação da imagem. O lixamento é iniciado sobre lixa, em 
direção normal aos riscos já existentes, e é levado até o completo desaparecimento destes. 
 
Figura 21-Deformação da superfície do material durante o processo de desbaste. 
 
Após o lixamento inicial em lixa grossa, é utilizada uma lixa mais fina seguinte, mudando 
de 90 graus a orientação do lixamento e continuando-o igualmente até terem 
desaparecido todos os riscos da lixa anterior, e assim por diante até a lixa mais fina (600# 
a 1200#, dependendo do caso). A figura abaixo ilustra esta operação. 
 
Figura 22- Representação esquemática do procedimento utilizado na lixamento de amostras metalográficas. 
 
Com a superfície nesse estado já se notam, por vezes, algumas particularidades como: 
restos do vazio, trincas, grandes inclusões, porosidades, falhas em soldas, etc., mas é 
120 
(a) 
620 
(c) 
1000 
(e) 
1000 
(d) 
320 
(b) 
90
o
 
Direção 
de 
lixamento Ponto de referência 
Etapa (e): lixamento planetário 
a 
b 
c 
a: região de intensa deformação (ferramenta de desbaste) 
b: região de média deformação (ferramenta de acabamento) 
c: região sem deformação (núcleo do metal) 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
57 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
indispensável proceder-se a um ataque com reativos químicos para por em evidência outras 
heterogeneidades, não visíveis apenas apenas no lixamento. 
3. Ataque desta superfície por um reagente químico adequado: Quando uma superfície polida 
é submetida uniformemente a ação de um reativo, acontece, quase sempre, que certas regiões 
são atacadas com maior intensidade do que outras. Esta diferença de atacabilidade provém 
habitualmente de duas causas principais; diversidade de composição química ou de estrutura 
cristalina. A imagem assim obtida constitui o "aspecto macrográfico" do material. 
 
 
Figura 23- Aspectos macrográficos diversos decorrentes da posição do corte em relação 
a barra original de que foram estampadas essas porcas. Ataque: iodo. 1,5 X. 
 
O ataque da superfície por reativo adequado pode ser obtido de três modos: 
- ataque por imersão, mergulhando a superfície polida numa cuba contendo certo volume de 
reagente; 
- ataque por aplicação, estendendo uma camada de reativo sobre a seção em estudo com o 
auxílio de um pincel ou chumaço de algodão e regularizando-o se for preciso; (a figura 3 
ilustra o resultado destes tipos de ataques); 
- ataque pelo método de Baumann, de impressão direta, lançando mão de um papel 
fotográfico, umedecido com um reagente apropriado, aplicando-o sobre a superfície polida, 
e obtendo sobre ele um decalque da maneira como se encontram distribuídos os sulfuretos. 
Vários são os reativos empregados no exame macrográfico. Estes reativos são prepardos a 
partir de reagentes químicos p.a. (para análise) de alta pureza. 
Para o ataque químico são empregados reagentes que são soluções aquosas ou 
alcóolicas de ácidos, bases e sais, bem como sais fundidos ou vapores. As condições de 
ataque, tais como composição químicq, temperatura e tempo, podem ser variadas para atingir 
as mais diversas finalidades de contraste. 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
58 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 
Figura 24 - O trilho da figura rompeu em serviço e a 
fratura acompanhou o contorno da zona segregada. 
Ataque: iodo 
 
 
 
 
 
A figura (25), a seguir, mostra o trilho da figura anterior após ataque e impressão de 
Baumann
2
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 25 - Impressão de Baumann da peça da figura anterior. (Metalografia dos 
Produtos Siderúrgicos Comuns – Vicente Chiaverini) 
 
Vários são os reativos empregados no exame macrográfico. Estes reativos são 
preparados a partir de reagentes químicos para análise (p.a.) de alta pureza. Para o ataque 
químico são empregados reagentes que são soluções aquosas ou alcoólicas de ácidos, bases e 
sais, bem como sais fundidos ou vapores. As condições de ataque, tais como composição 
 
2
 Impressão de Baumann: 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
59 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
química, temperatura e tempo, podem ser variadas para atingir as mais diversas finalidades de 
contraste. 
Os reativos mais comuns são: 
- reativo de iodo: iodo sublimado 110g, iodeto de potássio 120g, água 100ml; 
- reativo de ácido sulfúrico: ácido sulfúrico 120ml, água 1100ml; 
- reativo de Heyn: cloreto cupro-amoniacal 110g, água 1120g; 
- reativo de ácido clorídrico: ácido clorídrico 150ml, água150ml; 
- reativo de Fry: ácido clorídrico 1120ml, água destilada 1100ml, cloreto cúprico 190ml. 
 
6.2.2. Exame e Interpretação de Macrografias 
 
O que macrograficamente se pode constatar, em conseqüência da ação do reativo, 
resulta do contraste que se estabelece entre as áreas de composição química diferente ou entre 
as de cristalização diferente. O contraste decorre do fato de certas regiões escurecerem muito 
mais do que outras. 
 
 
Figura 26 - Solda oxiacetilênica de duas barras laminadas de aço doce. Ataque: iodo. 
 
6.3. O Exame Micrográfico 
 
De uma forma geral, a matéria é composta de átomos. Quando os átomos estão 
agrupados de uma forma desorganizada em um material este é dito amorfo. Portanto em uma 
substância amorfa, a forma na qual os átomos estão arranjados (estrutura atômica) não é 
definida. Isto influencia suas propriedades físicas e faz com que estas permaneçam constantes 
independentemente da direção de observação (material isotrópico). 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
60 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
Outros corpos, como os metais, apresentam seus átomos agrupados de forma bem 
organizada e definida. Nestes materiais, as propriedades físicas variam de acordo com a 
direção de observação. Estes corpos são ditos anisotrópicos. 
Todos os metais e ligas metálicas, independentemente do modo de fabricação ou 
trabalho mecânico ao qual foram submetidos, possuem, no estado sólido, uma estrutura 
cristalina bem definida. O estudo dos metais e ligas metálicas, com auxílio de microscópio, 
busca a determinação de seus constituintes e a avaliação de sua textura. Este estudo também é 
feito em superfícies polidas e, em geral, atacadas por um reativo adequado. Convém 
esclarecer que os metais, de um modo geral, são agregados cristalinos cujos cristais 
(perfeitamente justapostos e unidos) tanto podem ser quimicamente idênticos, como de 
composição química diferente. Esses cristais chamam-se geralmente grãos em virtude de sua 
conformação, mas quando apresentam formas ou aspectos particulares, podem chamar-se 
nódulos, veios, agulhas, glóbulos, etc. Estes elementos podem ser observados nas figuras 27, 
28, 29 e 30. 
 
 
 
 
 
Figura 27 - Diferença brusca de granulação em 
aço extradoce posta em evidência pelo ataque 
com reativo de ácido nítrico seguido de um 
ataque por oxidação. 50 x. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 28 - Encruamento intenso por 
martelamento a frio, de um aço meio duro. 
Grãos fortemente deformados. 
Ataque: nítrico. 200x. 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
61 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 
Figura 29- Aspecto comum de aço meio duro, 
moldado no estado bruto de fusão. Ataque: 
nítrico. 75 x (Metalografia dos Produtos .Com o auxílio da técnica apropriada consegue-se tornar visível a textura microscópica 
do material, pondo assim em evidência os diversos grãos de que é formado, bem como os 
constituintes presentes. A figura 30 mostra a micrografia de um aço hipoeutetóide, onde grãos 
de perlita (regiões escuras e lamelares) estão envolvidos por grãos claros de ferrita. 
 
 
 
Figura 30- Aço com aproximadamente 0,5%C 
esfriado lentamente. Grãos de perlita e rede de grãos 
de ferrita. Ataque Nital 2% - 160xm (laboratório de 
Materiais – PUC Minas) 
 
 
 
 
A apreciação da natureza destes, suas respectivas percentagens, suas dimensões, 
arranjo e formato, e a interpretação destes dados constituem o escopo do exame micrográfico 
dos metais. A importância deste exame decorre do fato de as propriedades mecânicas de um 
metal dependerem não só de sua composição química como também de sua textura. Com 
efeito, um aço pode ser mais mole, duro, duríssimo, quebradiço, elástico, tenaz, etc., de 
acordo com o percentual de carbono (para aços aços comuns), o que determina a presença 
constituintes específicos. A figura 31 representa a microfotografia de um aço eutetóide. 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
62 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 
 
Figura 31 - Região de um aço eutetóide 
esfriado muito lentamente a partir do campo 
austenítico. Notam-se bem visíveis as lamelas 
de perlita. Ataque nital 2% - 200x. 
 
 
 
 
De outra forma, os aços com mais de 0,8%C, esfriados lentamente, são constituídos, 
para resfriamentos lentos, abaixo da zona crítica, por grãos de perlita envolvidos por uma 
camada de cementita . A fotografia apresentada na figura 12 mostra o aspecto de um aço 
hipereutetóide. 
 
 
 
Figura 32 - Aço hipereutetóide. Grãos de 
perlita envoltos por uma rede de cementita. 
Ataque: Pícrico - 200x. 
 
 
 
 
6.3.1. Preparação dos Corpos de Prova para Micrografia 
As técnicas de preparação das amostras são semelhantes as da macrografia, apenas 
com algumas particularidades em função do aumento ao qual a amostra será submetida e do 
objetivo da análise. 
Um ensaio micrográfico usual pode ser dividido nas seguintes fases: 
a) Escolha e localização da seção a ser estudada; 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
63 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 
b) Realização de uma superfície plana e polida no lugar escolhido; 
c) Exame ao microscópio para a observação das ocorrências visíveis sem ataque; 
d) Ataque da superfície por um reagente químico adequado; 
e) Exame ao microscópio para observação da textura. 
f) Escolha e localização da seção a ser estudada: 
 Escolha e localização da seção a ser estudada; A localização do corpo ou dos corpos de 
prova para micrografia em peças grandes é, frequentemente, feita após o exame 
macrográfico, porque, se o aspecto for homogêneo, a localização do corpo de prova é em 
geral indiferente; se, porém, não for revelar anomalias ou heterogeneidades, o observador 
pode localizar corpos de prova em vários pontos, caso julgue de interesse um exame mais 
detalhado dessas regiões. 
 Realização de uma superfície plana e polida no lugar escolhido: Tudo que foi dito na 
técnica do polimento para a macrografia aplica-se também à da micrografia, acrescido 
evidentemente de alguns cuidados especiais, pois neste caso a superfície se destina ao 
exame em microscópio. O polimento pode ser feito a mão, deslizando a peça suavemente 
sobre a lixa apoiada numa superfície plana ou então a lixa é aplicada sobre um disco em 
movimento giratório e o operador comprime o corpo de prova suavemente contra a lixa em 
movimento. O polimento é depois continuado sobre um disco giratório de feltro sobre o 
qual se aplica uma leve camada de abrasivo a base de óxido de cromo e/ou óxido de 
alumínio (alumina).Quando o material a ser examinado são partículas pequenas faz-se uso 
de artifícios de fixação. Com o advento de novos materiais como baquelite e certas 
matérias plásticas transparentes, como a lucite, é possível fixar-se como na figura 12. É 
uma das melhores formas de fixação para o exame micrográfico. 
 
 
 
 
Figura 33 - Processo moderno de fixação de 
pequenas ou fragmentos em resinas 
sintéticas para seu polimento e exame 
micrográfico. 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
64 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
g) Exame ao microscópio para a observação das ocorrências visíveis sem ataque: A 
superfície polida é observada ao microscópio, antes do ataque, para o exame das 
inclusões, trincas, porosidades, veios ou 
partículas de grafita, ou outras 
ocorrências já visíveis nesse estado. A 
seguir, faz-se então necessário para a 
continuidade da análise o ataque 
químico da superfície. 
 
Figura 34- Aço extra-doce sem ataque - 500 x. 
 
 
h) Ataque da superfície por um reagente químico adequado: O ataque é feito imergindo, 
com agitação, o corpo de prova com a superfície polida mergulhada no reativo posto em 
um vidro de relógio. Os reativos mais, usualmente, empregados na micrografia das ligas 
ferro-carbono são: 
- solução de ácido nítrico a 1% em álcool etílico – NITAL; 
- solução de ácido pícrico a 4% em álcool etílico – PICRAL; 
- solução de picrato de sódio: água destilada - 100 gramas , soda a 36 graus Baumé- 25 
gramas , ácido pícrico - 2 gramas ( ataque oxidante por aquecimento do corpo de 
prova polido à temperatura aproximada de 270 graus centígrados ). 
De um modo geral os reativos agem: ou dissolvendo superficialmente certos 
constituintes, ou certas regiões, como os contornos dos grãos, tirando-lhes as vezes o 
brilho dado pelo polimento, ou colorindo-os diversamente, ou ainda depositando um 
composto qualquer sobre eles. A escolha do reativo depende da natureza do material e do 
fim que se tem em vista. 
i) Exame ao microscópio para observação microestrutura do material: O exame é feito 
com auxílio de microscópios apropriados geralmente chamados bancos metalográficos 
que permitem examinar o corpo de prova e fotografar comodamente as imagens 
observadas. No controle estrutural de materiais, o sistema de vídeo imagem (figura 13) 
tem uma larga aplicação na observação simultânea de vários grupos de alunos, quer da 
micrografia como camadas cementadas, nitretadas, tamanho de grão, microdureza de 
fases separadamente, medição de inclusões, etc. 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
65 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
Figura 35 - Sistema de vídeo microscopia do Laboratório de Materiais de Construção Mecânica do Instituto 
Politécnico da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. 
 
O sistema adaptado ao banco metalográfico Neophot 21 da Carl Zeiss, instalado no 
laboratório de Materiais de Construção Mecânica do Departamento de Engenharia 
Mecânica da PUC Minas, compõe-se de uma microcâmera de vídeo tipo Color Câmera 
CCD, SAC-410NA da SAMSUNG, um monitor de TV da SANSUNG de 21 polegadas, 
um monitor de vídeo e um computador pentium, munido de uma placa capturadora de 
imagem VideoHighway TR 288, compatível com o sistema windows. A figura 35 ilustra 
este sistema. 
As figuras 36 e 37, a seguir, representam micrografias de um aço hipereutetóide em 
que a segunda mostra, com maior ampliação, a região assinalada na figura 36 de forma a 
esclarecer detalhes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 36 - Aço hipereutetóide. Ataque: 
picrato de sódio. 200 X. 
 
 
 
 
 
 
 
Banco metalográfico Zeiss Neophot 21 
Microcomputador 
Microcâmera 
Placa de 
captura 
TVLaboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
66 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 
Figura 37 - Região assinalada na figura anterior, 
com maior ampliação. Ataque: picrato de sódio. 
730 x. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 38 - Aço com cerca de 0,5% de carbono 
esfriado lentamente. Ataque: nítrico. 160 x. 
 
 
 
 
A figura 39 mostra com mais detalhes a microestrutura da figura 38, uma vez que a 
ampliação empregada para observação no microscópio foi maior. 
 
 
 
 
 
Figura 39 - Aspecto com maior aumento da 
área delimitada na figura anterior. Ataque: 
nítrico. 800 x. 
 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
67 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
6.4. Procedimento Experimental 
6.4.1. Exame macrográfico 
6.4.1.1. Objetivo 
 Interpretar macroestruturas de diversas ligas ferro-carbono: aços e ferros fundidos; 
6.4.1.2. Material 
 Amostras de aços comuns e ferros fundidos. 
6.4.1.3. Metodologia 
 Identificar o tipo de material e a seção a ser analisada; 
 Efetuar o corte, longitudinal ou transversal, de acordo com a escolha da seção a ser 
analisada; 
 Efetuar o lixamento da superfície, seguindo a sequência de lixas (#120, #220, #320 e 
#400); 
 Efetuar o ataque da superfície por reagente adequado; 
 Fazer observação da superfície a olho nu; 
 Fazer desenhos esquemáticos das amostras ensaiadas indicando as regiões escurecidas 
diferentemente pelos reativos. 
 
6.4.2. Exame micrográfico 
6.4.3. Objetivos 
 Estudar o procedimento para preparação de amostras para observação microscópica; 
 Observar amostras de aços através do microscópio óptico, identificando as microestruturas 
presentes; 
 Avaliar semi-quantitativamente o teor de carbono de um aço comum; 
6.4.4. Material 
 Amostras de aços comuns e ferros fundidos. 
6.4.5. Equipamento 
Microscópio: Marca:_________________________Modelo:__________________________ 
6.4.6. Metodologia 
 Identificar o tipo de material e a seção a ser analisada; 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
68 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 Efetuar o lixamento da superfície, seguindo a sequência de lixas (#120, #220, #320, #400, 
#600 e #1000); (obs: lavar bem a peça após cada lixamento para evitar contaminação da 
lixa posterior ou mesmo do pano de polimento); 
 Efetuar o polimento da superfície com óxido de alumínio (o polimento deverá prosseguir 
até que a superfície apresente um aspecto especular, isenta de riscos); 
 Lavar bem a superfície em água corrente, utilizando um chumaço de algodão, até que toda 
a alumína tenha sido retirada); 
 Secar com álcool no secador na posição quente; 
 Efetuar o ataque da superfície por reagente adequado; 
 Lavar a superfície em água corrente; 
 Secar com álcool no secador na posição quente; 
 Fazer observação da superfície no sistema de video-microscopia; 
 Salvar as imagens observadas pelo sistema TR 288, video Highwai. 
 
6.5. Bibliografia 
1) COLPAERT, H., Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns. Ed. Edgard Blucher 
Ltda, São Paulo, SP, 1951. 
2) FAZANO, C. A .T. V.,A prática metalográfica, Ed. Hemus-Livraria Ltda, São Paulo, SP., 
1980. 
3) ASTM – E 10 – 80, Standard methods of preparation of metallographic specimens. 
4) NBR 8653 – Metalografia e tratamentos térmicos e termoquímicos das ligas ferro-carbono 
– Terminologia. 
 
6.6. Exercícios Propostos 
1) Especifique, para cada amostra do exame macrográfico, o tipo de corte realizado. 
2) Qual o tipo de reativo empregado em cada caso e o que se pode analisar? 
3) Qual o processo empregado em cada peça, identificado pela análise macrográfica? 
5) Qual o reativo empregado nos exames realizados? 
6) Quais as características dos constituintes observados após ataque? 
6) Avalie, quando possível, o percentual de carbono de cada amostra analisada. 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
69 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
7
a
 PRÁTICA DE LABORATÓRIO 
Tratamentos Térmicos e Termoquímicos 
DEM - IPUC - Prof. Ubirajara Domingos de Castro 
NBR NM 136 - Tratamentos térmicos de aço – Terminologia e definições - Out/2000 
 
7. Introdução 
Em geral, tratar termicamente um aço significa aquecê-lo lentamente até uma 
determinada temperatura, mantê-lo nesta temperatura por um tempo suficiente para que 
ocorra a transformação de fase da ferrita para a austenita, num processo denominado de 
austenitização, e resfriá-lo em um meio adequado de modo a adquirir as propriedades 
mecânicas finais desejadas. Estas etapas têm como principal objetivo alterar as propriedades 
do aço pela mudança da microestrutura com ou sem alteração do tamanho e da forma dos 
grãos. 
O tratamento térmico é uma das etapas finais na confecção de ferramentas. 
Normalmente erros anteriores ao tratamento térmico se manifestam nesta etapa. No entanto, a 
quebra precoce de uma ferramenta nem sempre está associada ao tratamento térmico. Esta 
pode estar associada ao projeto, uso do material incorreto ou não conforme, usinagem 
incorreta ou uso inadequado da ferramenta. 
Os tratamentos térmicos e termoquímicos são divididos em dois grupos. O primeiro 
grupo é denominado de calórico e está associado a processos que envolvem o aquecimento de 
peças sem adição de elementos químicos na superfície do aço. 
O segundo grupo está associado a processos que envolvem aquecimento e adição de 
elementos químicos na superfície do aço e são denominados de tratamentos termoquímicos. 
Os tratamentos térmicos podem ser divididos em: recozimento, normalização, 
têmpera, revenimeto , martêmpera, austêmpera, solubilização, esferoidização e coalescimento. 
 
7.1. Recozimento 
O recozimento é um tratamento térmico que consiste no aquecimento do aço até a 
temperatura de austenitização, permanência durante tempo pré-determinado nesta 
temperatura, seguido de resfriamento controlado até a temperatura ambiente. 
O recozimento visa reduzir a dureza do aço, aumentar a sua usinabilidade, fascilitar o 
trabalho a frio ou atingir a microestrutura ou as propriedades finais desejadas. 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
70 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
O recozimento é composto de três estágios: 
1. Recuperação - É o estágio mais sutil do recozimento. Este primeiro estágio é verificado a 
temperaturas mais baixas. Nestas temperaturas não ocorrem alterações significativas na 
microestrutura do aço. Entretanto a mobilidade atômica permite a redução de defeitos 
pontuais e a movimentação das discordâncias
3
 para posições de menor energia. 
O resultado é uma discreta redução da dureza e um aumento considerável da condutividade 
elétrica. Este re-arranjo das discordâncias proporciona configurações mais estáveis, embora 
não haja, pelo menos aparentemente, mudança na quantidade de defeitos presentes. Não há 
nenhum efeito sensível sobre as propriedades mecânicas do material. 
2. Recristalização – Em temperaturas mais elevadas, verifica-se grande alteração na 
microestrutura do metal, com alterações significativas nas propriedades mecânicas. As 
temperaturas nas quais a mobilidade permite alterações, situam-se entre 1/3 e ½ da 
temperatura de fusão do aço. A recristalização é um fenômeno onde pequenos núcleos, 
isentos de deformação, surgem nos contornos de grãos pré-deformados. Durante o fenômeno, 
ocorre uma transformação microestrutural e uma redução significativa da dureza da liga. Esta 
etapa é chamada de nucleação. 
 (a) (b) (c) (d)(e) 
 
 
Figura 40 - Mapas de relação de orientação entre grãos para as amostras de aço ABNT 1006, secção transversal, 
nas condições: (a) encruada; tratada termicamente por (b) 5 minutos, (c) 10 minutos, (d) 30 minutos; (e) 
recozida. Note-se que as imagens foram obtidas com aumentos diferentes entre si. (artigo técnico Evolução da 
microestrutura e da Textura de Recristalização, após Baixos Graus de Deformação a Frio, em dois Aços 
Ferríticos com Baixo Teor de Carbono, Liana Maria Ferezim Guimarães de Lima e outros, 17º CBECIMAT - 
Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, 15 a 19 de Novembro de 2006, Foz do Iguaçu, PR, 
Brasil.) 
 
3
 Discordâncias ou deslocações são defeitos de linha (ausência de planos de átomos) na rede cristalina dos 
metais. 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
71 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
A temperatura de exposição (austenitização) pode ser relacionada a fatores como o percentual 
de trabalho a frio. Altos valores percentuais de trabalho a frio, que causam grande 
encruamento, requerem temperaturas mais baixas para a recristalização. Em outras palavras, 
uma adição menor de energia térmica é capaz de iniciar o processo de modificação da 
microestrutura. 
3. Crescimento de Grão – A microestrutura desenvolvida na recristalização forma-se 
espontaneamente. Ela é mais estável, se comparada com a estrutura original trabalhada a frio. 
Entretanto a microestrutura recristalizada contém uma grande quantidade de contornos de 
grão. A redução destas interfaces de alta energia pode ampliar ainda mais a estabilidade do 
material. À temperaturas mais elevadas, com o passar do tempo, os grãos recristalizados 
tendem a crescer, mediante um mecanismo que consiste na absorção por parte de alguns grãos 
dos grãos circunvizinhos menores. A força propulsora do crescimento de grão é a energia 
superficial dos contornos de grão dos grãos recristalizados. A figura 41 mostra as etapas do 
recozimento e o crescimento de grão. Deve ser lembrado que este estágio de crescimento de 
grão produz pouco amolecimento adicional na liga. 
 
 
Figura 41- Representação esquemática do ciclo de recozimento. São observadas as etapas de recuperação, 
recristalização e crescimento de grão. A diminuição da resistência mecânica e o gradual aumento da 
ductilidade são aspectos evidenciados. 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
72 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
O recozimento está dividido nos seguintes tipos: recozimento pleno, recozimento subcrítico e 
de alívio de tensão. 
 
7.1.1 Recozimento Pleno 
Consiste em aquecer o aço até o campo austenítico e resfriar lentamente. A escolha da 
temperatura de austenitização deve levar em consideração o percentual de carbono. 
Aços hipoeutetódes:  50o C acima da linha A3; 
Aços hipereutetóides :  50oC acima da linha A1. 
A figura 42 mostra as linhas A1 e A3 no diagrama de equilíbrio de fases ferro – 
cementita. 
 
 
Figura 42 - Diagrama de equilíbrio das ligas ferro-Fe3C. 
 
7.1.2 Recozimento Subcrítico e Alívio de Tensões 
 Este tratamento visa recuperar a ductilidade do aço trabalhado a frio. Consiste em 
aquecer o aço a uma temperatura abaixo de A1, normalmente na faixa de 600 a 680
o
C, 
seguido de resfriamento lento. 
 
A3 A1 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
73 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 Neste processo não ocorre a transformação da austenita, pois a temperatura é inferior 
à temperatura de estabilidade desta fase. 
 
7.1.3. Esferoidização ou Coalescimento 
 
 Este tratamento busca produzir uma microestrutura esferoidal, constituída de 
pequenas partículas, aproximadamente esféricas, de carboneto em uma matriz de ferrita. 
 Isto é possível de se obter em aços de médio e alto carbono, caracterizando-se por 
boa ductibilidade a elevada usinabilidade, de modo que a mesma é muito favorável para as 
operações de usinagem às quais são submetidas peças de aço de alto teor de carbono antes de 
serem temperadas. 
 Uma das técnicas mais rápidas e comumente empregadas, consiste em efetuar-se 
uma austenitização parcial ou total do aço e, em seguida, mantê-lo logo abaixo da linha A1, 
ou resfriar muito lentamente na faixa correspondente a A1 ou mediante aquecimento 
alternado logo acima e logo abaixo da linha A1, como mostrado na figura 43. 
 
Figura 43 - Tratamento térmico de esferoidização ou coalescimento. 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
74 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
7.2. Normalização 
 A normalização consiste na austenitização completa do aço, seguida de resfriamento 
ao ar. Tem por objetivo refinar e homogeinizar a estrutura do aço, conferindo-lhe melhores 
propriedades do que o recozimento. 
 É indicado normalmente para homogeinização da estrutura após o forjamento antes 
da têmpera ou revenimento. 
Se compararmos a estrutura normalizada com a recozida tem-se: 
 Num aço hipoeutetóide (figura 18a), têm-se na estrutura normalizada, menor quantidade 
de ferrita pro-eutetóide e perlita mais fina do que no aço hipoeutetóide de mesma 
composição e resfriado no forno (figura 18b). Em termos de propriedades mecânicas, a 
dureza e a resistência mecânica mais elevada, ductilidade mais baixa e similar resistência 
ao impacto. 
(a) (b) 
Figura 18. - Micrografias de aços ABNT 1045 austenitizado a 900°C: (a) resfriado ao ar, 17HRC; (b) 
resfriado no interior do forno, 3HRC. ataque Nital 2%, 1200x. 
 
 Um aço hipereutetóide apresenta menor quantidade de carbonetos em rede ou massivos, e 
distribuição mais uniforme dos carbonetos resultantes, devido a dissolução provocada pela 
normalização. 
A normalização tem várias aplicações, podendo-se citar dentre elas: 
a) Refino de grão e homogeinização da estrutura visando obter melhor resposta na têmpera e 
revenimento posterior; 
b) Melhoria da usinabilidade do aço, devido a redução na dureza; 
c) Refino de estruras brutas de fusão (peças fundidas) 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
75 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
d) Obtenção de propriedades mecânicas desejadas. 
 
Têmpera 
A tempera consiste em resfriar o aço, a partir de uma temperatura de austenitização, a 
uma velocidade suficientemente rápida (água, salmoura, óleo ou ar), de forma a evitar as 
transformações da austenita em perlita e/ou bainíta. A estrutura resultante deste tipo de 
resfriamento é a martensita (tetragonal de corpo centrado) (figua 1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3. - Fluxograma de transformações de fase de acordo com a velocidade de resfriamento. 
 
A velocidade de resfriamento que resultará na formação da martensita dependerá da 
posição das curvas em “C” do diagrama tempo, temperatura e transformação (TTT) e 
também, do tipo de aço e da forma e dimensões da peça sob tratamento. A figura 2 mostra a 
superposição dos diagramas TTT e de resfriamento contínuo de um aço eutetóide, destacando 
duas curvas que representam diferentes taxas de resfriamento e que, no entanto, originam 
martensita ao final do tratamento. 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
76 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 
 
 
 
 
Figura . Diagrama de transformação 
isotérmica (TTT) de um aço eutetóide. 
 
 
 
 
 
 
 
Depois da têmpera com a formação da martensita, o material apresenta níveis de 
tensões internas muito elevados, devidoao resfriamento drástico e pela brusca mudança de 
fases, podendo, em alguns casos, apresentar trincas (figura B). Face a isto, imediatamente 
após a têmpera, é preciso que essas tensões sejam aliviadas ou eliminadas, de forma a 
devolver ao aço o equilíbrio e a estabilidade necessários à sua aplicação. O tratamento térmico 
utilizado para este fim é o revenimento. 
 
 
 
 
Figura b. - Aspecto de uma trinca originada na 
têmpera de uma amostra de aço ABNT 1045, 
austenitizado a 850
o
C e resfriada em água. 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
77 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
Revenimento 
 
 Este tratamento consiste em aquecer uniformemente até a temperatura abaixo da 
austenitização, mantendo o aço nesta temperatura por tempo suficiente para completa 
homogeinização da temperatura. 
Pequenas ou grandes alterações nas estruturas martensíticas podem ser provocadas, 
conforme a temperatura de revenimento utilizada. A figura 1 que representa a microestrutura 
de um aço ABNT 1045 temperado em água, será tomada como referência para avaliação 
destas modificações. 
 
 
 
Figura 2. Micrografia de aço ABNT 1045, 
austenitizado a 860°C e temperado em óleo, 54HRC. 
Ataque Nital 2%, 1200x (artigo técnico, CASTRO, 
U.D. Revista de Engenharia PUC Minas). 
 
 
 
As modificações estruturais, citadas acima,apresentam o seguinte desenvolvimento em 
função da temperatura de revenimento: 
 Entre 100o e 200oC – Não ocorrem modificações estruturais sensíveis. As estruturas 
quando atacadas com nital (2%) apresenatam aspectos mais claros à temperaturas mais baixas 
e à temperaturas mais altas, aspectos mais escuros. Num aço com composição próxima 
hipoeutetóide, a dureza cai de cerca de 54 HRC para 50HRC. As tensões internas começam a 
ser aliviadas. 
 Entre 200o e 260oC – O aço começa a 
perder mais dureza, embora não se verifique 
nenhuma modificação estrutural notável 
(figura 2). 
 
Figura 2. - Micrografia de aço ABNT 1045, 
austenitizado a 860°C, temperado em água e revenido 
a 250°C durante 20 minutos, 45HRC. Ataque Nital 
2%, 1200x (artigo técnico, CASTRO, U.D. Revista 
de Engenharia PUC Minas). 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
78 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 Entre 260o e 360oC – Inicia-se uma precipitação de carbonetos finos, a qual origina 
uma estrutura com aparência de um agregado escuro onde ainda se nota a origem 
martensítica. A dureza cai, chegando a valores em torno de 50 RC. 
 
 
 
 
Micrografia de aço ABNT 1045, austenitizado a 
860°C, temperado em água e revenido a 400°C 
durante 20 minutos, 39HRC. Ataque Nital 2%, 
1200x (artigo técnico, CASTRO, U.D. Revista de 
Engenharia PUC Minas). 
 
 
 
 
 Entre 360o e 730oC – Nesta faixa ocorrem as maiores mudanças estruturais e mecânicas. 
Quanto mais elevada a temperatura de revenido, mais grossas se tornam as partículas de 
cementita precipitada, as quais ficam perfeitamente visíveis na matriz ferrítica. As estruturas 
são normalmente chamadas de “sorbita” e a dureza a RC 30. Nas proximidades da 
temperatura correspondente a A1 (720
o
C 
por exemplo), as partículas de cementita 
precipitada assumem uma forma esferoidal, 
donde o nome da estrutura “esferoidita”. A 
dureza cai a valores de ordem de 5 a 8 RC, 
a tenacidade torna-se muito boa e o tipo de 
estrutura constituída de partículas de 
carboneto num fundo de ferrita confere ao 
aço, as melhores características de 
usinabilidade. A figura D mostra a variação da dureza de um aço eutetóide em função da 
temperatura e do tempo de revenimento, após têmpera. 
 
 
Micrografia de aço ABNT 1045, austenitizado a 860°C, temperado em água e revenido a 600°C, durante 20 
minutos, 25HRC. Ataque Nital 2%, 1200x(artigo técnico, CASTRO, U.D. Revista de Engenharia PUC Minas). 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
79 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
Figura . – Dureza versus temperatura e tempo de revenimento de um aço eutetóide. 
 
Austêmpera 
O processo consiste em austenitizar o aço, seguindo-se um resfriamento rápido em 
banho de sal, óleo ou chumbo, para a região de formação da bainita (temperaturas em torno de 
260
o
 a 400
o
C), permanecendo nesta temperatura por tempo suficiente para a formação bainita. 
Em seguida, dá-se o resfriamento ao ar até a tempera ambiente (figura 12). 
A bainita não é tão dura como a martensita, mas é mais tenaz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HB 
(a) 
(b) 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
80 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
Figura. 12.- a) Processo de austêmpera; b) Aspecto microscópico da bainita. 
Figura 7 - Microscopias Eletrônicas (METs) mostrando morfologias típicas da fase bainítica, 
produzida na temperatura isotérmica (a) de 370ºC. (b) de 500ºC. 
 
Martêmpera 
 
 A martêmpera consiste em aquecer o aço até a temperatura de austenitização, e 
então resfriar rapidamente até logo abaixo do joelho da curva TTT, seguindo-se de um 
resfriamento mais lento até abaixo da temperatura final de formação da martensita. A 
martensita assim obtida apresenta-semais uniforme e homogênea, diminuindo riscos de 
ocorrência de trincas. É um tipo de tratamento térmico indicado para aços ligados por que 
reduz o risco de empenamento das peças durante o processamento. 
 Após a martêmpera é necessário submeter a peça a um tratamento de revenimento de 
forma a aliviar tensões internas.. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
81 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
Figura 5. – Martêmpera ou têmpera interrompida. 
 
 Os tratamentos termoquímicos são descritos a seguir. 
Nitretação 
A nitretação é um tratamento termoquímico de endurecimento superficial, baseado na 
introdução de nitrogênio na superfície do aço. O processo se realiza, expondo a peça em uma 
atmosfera do forno rica deste elemento, em geral NH3. Aços para nitretação possuem teores 
de carbono que variam de 0,13 a 0,40%C. 
 
Carbonitretação 
Tratamento termoquímico, em que se promove o enriquecimento superficial 
simultâneo com carbono e nitrogênio. 
 
Cementação 
Tratamento termoquímico de endurecimento superficial, baseado na introdução de 
carbono na superfície do aço. O processo é realizado com a exposição da liga em uma 
atmosfera rica em carbono livre. A alta temperatura, o carbono se difunde da superfície para o 
interior da peça. 
Os aços para cementação possuem teores de carbono de até 0,2%, podendo conter Mn, 
Al, V, Si e Cr, sendo estes elementos utilizados para facilitar um posterior tratamento térmico 
de têmpera. 
A profundidade de cementação varia com a temperatura e o tempo de permanância 
nesta temperatura. Após cementação, as peças são resfriadas ao ar e podem ser submetidas a 
tratamentos térmicos posteriores de recozimento e de têmpera. 
A cementação é classificada de acordo com o meio capaz de fornecer carbono em: 
1. Cementação Gasosa: O processo é realizado em fornos com atmosfera controlada, 
onde o potencial de carbono está acima de 0,5%. 
2. Cementação Líquida: O processo é realizado em banhos líquidos, com sais fundidos 
(Banho de Sal). 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
82 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
3. Cementação Sólida (em caixa): O processo é realizado em peças cobertas com 
material sólido, rico em carbono. 
3. METODOLOGIA 
3.1. Material 
Corpos de prova(cps) de barras de aços de 10 mm de altura. 
 ABNT 1005 (01 cp); 
 ABNT 1010 (02 cps); 
 ABNT 1020 (2 cps); 
 ABNT 1045 (08 cps); 
 ABNT 1060 (02 cps). 
3.3. Procedimento 
1. Medir a dureza do material no estado como recebido (HRB); 
2. Cortar as amostras e coloca-las no forno na temperatura de austenitização (definida pelo 
teor de carbono do aço) e resfria-las conforme tabela 1. 
 
Tabela 1 – Programa experimental de tratamentos térmicos. 
Amostra Material 
Dureza 
inicial 
Meio de 
resfriam. 
Tratamento 
térmico 
Dureza 
final 
Tratamentos posteriores 
Temperatura Dureza 
01 
Aço 1010 
---- 
Como 
recebido 
 
------ 
 
 
02 Água Temperar ------- ------ 
03 
Aço 1020 
 
---- 
Como 
recebido 
 
04 Água Temperar 
 
------ 
 
 
------ 
 
05 
Aço 1045 
---- 
Como 
recebido 
 
06 Ar Normalizar ------ ------ 
07 Forno Recozer 
Embutir com epoxi 
Embutir com epoxi 
Embutir com epoxi 
Embutir com epoxi 
Embutir com epoxi 
Embutir com epoxi 
Embutir com epoxi 
Embutir com epoxi 
Embutir com epoxi 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
83 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
08 Óleo Temperar 
09 Água Temperar 
 
 
10 Água Temperar 200 
o
C 
11 Água Temperar 400 
o
C 
12 Água Temperar 600 
o
C 
13 Aço 1005 
 
---- 
Como 
recebido 
 
 
14 
Aço 1060 
 
---- 
Como 
recebido 
 
15 Ar Normalizar 
 
3. Manter as amostras no forno na temperatura selecionada durante 20 minutos. Observação: 
O tempo de permanecia nesta temperatura depende do tamanho da peça e composição 
química do material. 
4. Retirar as amostras do forno, fazendo resfriamento conforme procedimento descrito na 
tabela 1; 
5. Avaliar as durezas das amostras submetidas aos diferentes tratamentos térmicos, 
respeitando as seguintes escalas: 
Tabela 2. - Condições para avaliação da dureza das peças tratadas térmicamente. 
Tramento térmico Escala Rockwell 
Condições de ensaio 
Carga 
(Kg) 
Penetrador 
Normalização 
B 100 Esfera 1/16” 
Recozimento 
Têmpera àgua 
C 150 Cone Brale 
Têmpera Óleo 
6. Fazer embutimento das amostras com resina acrílica ou epóxi; 
7. Fazer o preparo metalográfico das amostras para observação através do sistema de video-
microscopia (exame micrográfico); 
8. Determinar a ampliação de observação no microscópio, fazer observação e fotografar as 
microestruturas antes e após cada tratamento térmico. 
Embutir com epoxi 
Embutir com epoxi 
Embutir com epoxi 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
84 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
3. RESULTADOS 
Preencher a tabela 3 com os valores de dureza levantados e com as observações que 
foram feitas no sistema de video-microscopia. 
4. BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA 
1) CHIAVERINI, V. Aços e ferros fundidos 
2) ZAKHAROV, B. Heat Treatment of metals, Foreign Language, Pub. House-Moscow. 
3) PEREIRA, R. L. Curso de tratamentos Térmicos dos metais. Esca de Engenharia de São 
Carlos, São Carlos, SP, 1963. 
4) CASTRO, U. D., Propriedades Mecânicas e Metalografia, Col. Técnico de Contagem, 
Contagem, MG, 1988. 
5) NBR 8653 – Metalografia e tratamentos térmicos e termoquímicos das ligas ferro-carbono 
- Terminologia 
6) COUTINHO, C. A., SILVA, E. M. P., VEADO, J. T., Metalografia e ensaios mecânicos – 
Práticas de laboratório, Esc. De Engenharia, Belo Horizonte, BH., MG, 1967. 
7) VLACK, L. V., Princípios de Ciência dos Materiais, ed. Edgard Blucher Ltda, SP, 1970. 
8) HILL R. E. R., Princípios de Metalurgia Física, Ed. Guanabara Dois S.A., Rio de Janeiro 
RJ, 1982. 
9) W. D. Callister Jr., Ciência e Engenharia de Materiais: uma Introdução. LTC Editora, Rio 
de Janeiro (2002). 
10) M. P. Campos Filho e G. J. Davies, Solidificação e Fundição de Metais e suas Ligas. LTC 
/ EDUSP, Rio de Janeiro (1978). 
11) R. A. Higgins, Propriedades e Estrutura dos Materiais em Engenharia. DIFEL, São Paulo 
(1992). 
12) R. M. Brick, R. W. Pense and R. B. Gordon, Structure and Properties of Engineering 
Materials. McGraw-Hill Kogakusha, Tokio (1992). 
13) R. W. Honeycombe, Steels: Microstructure and Properties. Edward Arnold, Cambridge 
(1992). 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
85 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
QUESTÕES 
1) Esquematize o diagrama TTT de um aço hipereutetóide, indicando nele as curvas de 
resfriamento referentes aos tratamentos térmicos de recozimento, normalização, têmpera e 
revenimento. Quais as fases presentes após cada um desses tratamentos térmicos? 
2) Os tratamentos térmicos podem provocar perda de material devido a oxidação e 
conseqüente descarbonetação da superfície do material. Qual o procedimento para evitar 
esses inconvenientes? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
86 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
7
a
 PRÁTICA DE LABORATÓRIO 
Avaliação da Temperabilidade – Método Jominy 
DEM - IPUC - Prof. Ubirajara Domingos de Castro 
NBR 6339 - Aço – Determinação da temperabilidade. (Jominy) - Abr/1989 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 A temperabilidade é a capacidade de um aço transformar parcialmente ou 
completamente da austenita em alguma percentagem de martensita em uma dada 
profundidade quando resfriado abaixo de algumas condições especificadas. A temperabilidade 
é definida, também, como a susceptibilidade ao endurecimento por resfriamento rápido, ou 
como a propriedade, em ligas ferrosas, que determina a profundidade e distribuição de dureza 
produzida por têmpera. 
 Um método importante para avaliação da temperabilidade é o Jominy. Este método 
tem a grande vantagem de caracterizar a temperabilidade em uma única operação. Nele, um 
corpo-de-prova cilíndrico de dimensões padronizadas é austenitizado e, em seguida, resfriado 
em um dispositivo apropriado por um jato de água dirigido sobre uma das suas extremidades. 
A fig. 1 mostra a forma e dimensões de um corpo-de-prova Jominy e o esquema de fixação do 
mesmo em um sistema de resfriamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 – Corpo de prova para o ensaio Jominy. 
 
4” 1” 
"
2
1
1
"
2
1
"
8
1
"
8
1
1
Coluna de 
água fria 
Água 20
o
C 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
87 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
O corpo-de-prova é usinado a partir de uma barra forjada ou laminada para um 
diâmetro de 32mm que representa a seção transversal do produto obtido. O corpo-de-prova 
usinado a partir dessa barra laminada a quente não deveria apresentar superfície 
descarbonetada. A barra laminada ou forjada deveria ser normalizada antes da usinagem final. 
Afim de que variações na estrutura prévia possa ser controlada tanto quanto possível, as 
temperaturas de austenitização para normalização são listadas e devem ser utilizadas para os 
diferentes tipos de aço. O aço deve ser mantido nessa temperatura por 1 hora e resfriado ao ar. 
É importante que a atmosfera do forno (fig. 2) seja adequada, no sentido de ser evitar a 
formação de carepa ou descarbonetação do corpo-de-prova. A seguir, o corpo-de-prova deve 
ser colocado em um dispositivo (fig. 3) de modo que uma coluna de água na temperatura entre 
5 a 30C possa ser direcionada contra a extremidade inferior do corpo-de-prova. O tempo 
entre a remoção do corpo-de-prova do forno e o começo do resfriamento não deve exceder a 5 
segundos. A amostra permaneceria no dispositivo por 10 minutos no mínimo.O corpo-de-
prova experimenta uma faixa de taxa de resfriamento entre aquelas associadas com água e ar. 
 
Figura 2 – Forno tipo mufla utilizado no aquecimento dos corpos de prova. 
(Laboratório de Materiais – PUC Minas). 
 
 Após o resfriamento, extremidades opostas do corpo-de-prova são usinadas e leituras 
de durezas são feitas a distância de 1/16’’ da extremidade temperada até o topo do corpo de 
prova. A profundidade usinada deveria ser de 0,38mm ao longo do comprimento inteiro do 
corpo-de-prova. Nessa operação de usinagem, a profundidade de corte não deveria exceder 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
88 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
0,013 mm por passe e , simultaneamente, deve-se evitar o aquecimento na amostra, 
mantendo-se uma boa refrigeração na operação de corte. 
 
Figura 3 – Dispositivo Jominy de resfriamento. 
 
 A máquina de dureza deve ser aferida contra blocos de teste padrão antes do teste de 
temperabilidade. A determinação da distancia da extremidade temperada ao centro da 
primeira impressão e a verificação da distância de centro a centro das impressões que se 
sucedem deve ser feita utilizando-se microscópio. As variações permissíveis dessas 
impressões devem ser menores que 0,075 mm . As leituras de dureza em distancias idênticas 
deveriam ser medidas nas duas faces e o valor médio resultante utilizado no gráfico dureza 
versus distância da extremidade temperada. 
Um aspecto muito interessante do ensaio Jominy é que em cada posição do corpo de 
prova corresponde a uma taxa de resfriamento bem conhecida. A escala de topo da fig. 4 
mostra taxas de resfriamento aproximadas correspondendo a posições no corpo-de-prova 
Jominy. Esta taxa de resfriamento que determina a quantidade de martensita, e, assim, a 
dureza que se desenvolve em um dado ponto do corpo-de-prova. Pode-se a partir do 
conhecimento dessas velocidades de resfriamento obter perfis de dureza em peças de 
diferentes geometrias e em diferentes meios de resfriamento. 
 O método Jominy é padronizado pela norma ASTM A-255 e SAE J406. A 
temperabilidade de um aço é tanto maior quanto maior for o período de incubação do aço, 
determinado no diagrama TTT, e todos os fatores que aceleram a nucleação de perlita causam 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
89 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
um decréscimo na temperabilidade de um aco, podemos citar: granulação fina da austenita, 
inclusões não dissolvidas na austenita e falta de homogeneidade na composição química da 
austenita. Com os dados da dureza em função da distância da extremidade temperada, obtêm-
se a curva Jominy. A curva Jominy de temperabilidade de um aço comercial pode variar 
dentro de uma faixa relativamente ampla, em função dos limites permissíveis da especificação 
de composição química do aço. 
. 
Figura 4 – Curva de temperabilidade característica de um aço. 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
90 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
91 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
 
 
 
QUESTÕES 
1- Na realização do ensaio Jominy do aço SAE 4340 qual a temperatura e o tempo de 
austenitização utilizados? 
2- Construa a curva Jominy para o aço da experiência no mesmo gráfico onde está lançada 
a do aço SAE 1040. 
3- Qual dos dois apresenta maior temperabilidade ? 
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80
D istâ n c ia d a su p e rfíc ie (m m )
D
u
re
z
a
 R
o
c
k
w
e
ll
 C
A ç o A B N T 1 0 4 0
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
92 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
4- Porque as durezas máximas tem valores próximos ? 
 
3- BIBLIOGRAFIA 
2. SAE Handbook 1978, Part 1. 
3. Pedraza, Antonio Juan; Coutinho, Carlos Alberto Bottrel; Silva, Evando Mirra de Paula – 
Tratamentos térmicos dos aços, ed. Engenharia, UFMG – BH-MG. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
93 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
ÍNDICE REMISSIVO 
ALÍVIO DE TENSÕES (STRESS RELIEVING) 
Recozimento sucrítico visando a eliminação de tensões internas sem modificação 
fundamental das propriedades existentes, realizado após deformação a frio, 
tratamento térmico, soldagem, usinagem, etc. 
ATMOSFERA (ATMOSPHERE) 
Gás ou mistura de gases que se encontram em um recinto. 
ATMOSFERA CARBONETANTE OU CEMENTANTE (CARBURIZING ATMOSPHERE) 
Atmosfera capaz de fornecer carbono às peças envolvidas. 
ATMOSFERA CONTROLADA (CONTROLLED ATMOSPHERE) 
Atmosfera cuja composição é controlada. 
ATMOSFERA PROTETORA (PROTECTIVE ATMOSFHERE) 
Atmosfera que protege contra determinada ação às peças envolvidas. 
AUSTÊMPERA (AUSTEMPERING) 
Tratamento isotérmico composto de aquecimento até a temperatura de autenitização, 
permanência nesta temperatura até completa equalização, resfriamento rápido até a 
faixa de formação da bainita, permanência nesta temperatura até completa 
transformação da austênita em bainita e resfriamento qualquer até a temperatura 
ambiente. 
AUSTENITA (AUSTENITE) 
Constituinte do sistema ferrocarbono formada por solução sólida de carbono e 
eventualmente outros elementos em ferro grama. 
AUSTENITIZAÇÃO (AUSTENITIZING) 
Transformação da estrutura da matriz em estrutura austenítica através do 
aquecimento. Pode ser parcial (aquecimento dentro da faixa de transformação) ou 
completa (aquecimento da acima faixa de transformação). 
BAINITA (BAINITE) 
Termo usado para designar os produtos de transformação da austenita, constituídos 
por agregados de ferrita ecementita e formados numa faixa de temperatura situada 
entre a de formação da perlita fina e a de formação da martesita. A Bainita tem 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
94 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
aspecto de penas de aves, se forma na parte superior da faixa de temperatura (bainita 
superior), ou acicular, lembrando a martesita revenida, se forma na parte inferior da 
faixa (bainita inferiror). 
BENEFICIAMENTO (HARDENING AND TEMPERING) 
Tratamento térmico composto de têmpera seguida de revenimento em temperatura 
adequada, destinado a obtenção de maior tenacidade combinada com certas 
propriedades de resistência. 
CARBONETO (CARBIDE) 
Composto de carbono com ou mais elementos. Em metalografia, o termo é usado 
preferencialmente como designação genérica de carbonetos complexos de ferro com 
outros elementos metálicos ou de carboneto que não contém ferro. 
CARBONITRETAÇÃO (CARBONITRIDING) 
Tratamento termoquímico em que se promove o enriquecimento superficial simultâneo 
com carbono e nitrogênio. 
CAREPA (SCALE) 
Camada de óxidos formada na superfície de ligas ferrosas em temperaturas elevadas 
e meio oxidante, normalmente destacável em escamas. 
CEMENTAÇÃO (CARBURIZING) 
Tratamento termoquímico em que se promove o enriquecimento superficial com 
carbono. 
CEMENTAÇÃO À GÁS (GÁS CARBURIZING) 
Cementação realizada em meio gasoso. 
CEMENTAÇÃO EM BANHO DE SAL (LIQUID CARBURIZING) 
Cementação realizada em meio líquido (sal fundido) . 
CEMENTAÇÃO EM CAIXA (BOX CARBURIZING; PACK CARBURIZING) 
Cementação realizada em meio carbonetante sólido, dentro de um recipiente fechado, 
em cujo interior a peça é levada ao forno. 
 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
95 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
CEMENTITA (CEMENTIDE) 
Designação metalográficado carboneto de ferro, de fórmula Fe3C e de teor de 
carbono 6,69%. Pode ainda conter pequenos teores de elementos como manganês e 
outros. 
CIANETAÇÃO (CYANIDING) 
Carbonitretação realizada em meio líquido. 
COALECIMENTO (SPHERODIZING) 
Tratamento térmico de recozimento com a finalidade de se obter os carbonetos sob 
forma esferoidal . Usualmente é caracterizado por permanência em temperatura 
ligeiramente superior ou inferior ao ponto A1 ou oscilação em torno de A1 e 
resfriamento lento. Também denominado esferoidização. 
CONSTITUINTE (CONSTITUENT) 
Cada uma das fases isoladas ou agregadas que compõem a estrutura de uma liga 
metálica, por exemplo, ferrita, austenita, perlita, bainita e outros. 
DESCARBONETAÇÃO (DESCARBURIZATION) 
Redução de teor de carbono em toda a extensão ou parte do material. 
DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO DE FASES (PHASE DIAGRAM) 
Diagrama que representa os campos de ocorrência de fases em equilíbrio. Nos 
sistemas metálicos, geralmente se representa a ocorrência de fases em função de 
temperatura e composição. 
ENCHARCAMENTO (SOAKING TIME) 
Tempo de manutenção em determinada temperatura após equalização da mesma em 
todos os pontos da peça. 
ENDURECIMENTO POR ENVELHECIMENTO (AGE HARDENING) 
Endurecimento produzido por processo de envelhecimento, geralmente após 
solubilização ou trabalho a frio. 
ENDURECIMENTO POR PRECIPITAÇÃO (PRECIPITATION HARDENING) 
Endurecimento produzido pela precipitação de uma fase de uma solução 
supersaturada. 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
96 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
ENVELHECIMENTO (AGING) 
Alteração das propriedades com o tempo, geralmente lento à temperatura ambiente e 
mais rápida com a elevação da temperatura. 
FASE (PHASE) 
Porção fisicamente homogênea e mecanicamente separável de um sistema. 
FASE SIGMA (SIGMA PHASE) 
Fase encontrada originalmente nas ligas de ferro/cromo-níquel e cromo-níquel. 
Estável em temperatura abaixo de 820oC. Atualmente, o termo é utilizado para 
designar fase intermediária, não magnética, dura e frágil, de estrutura tetragonal, que 
ocorre em ligas dos elementos de transição. 
FERRITA (FERRITE) 
Solução sólida de carbono em ferro cristalizado no sistema cúbico de corpo centrado. 
FERRO ALFA - Ferro a (ALPHA IRON) 
Forma alotrópica de ferro, com reticulado cúbico de corpo centrado, que ocorre em 
condições de equilíbrio até a temperatura de 912oC. Será ferromagnético até 770oC 
(Ponto Curie), e paramagnético entre 770oC e 912oC. 
FERRO DELTA -Ferro d (DELTA IRON) 
Forma alotrópica de ferro, com reticulado cúbico de corpo centrado, que ocorre em 
condições de equilíbrio entre 1400oC e 1538oC (ponto de fusão do ferro). É 
paramagnético. 
FERRO GRAMA - Ferroà (GAMA IRON) 
Forma alotropica de ferro, com reticulado cúbico de fase centrada, que ocorre entre 
912oC e 1394oC. Não é magnético. 
FOTOMICROGRAFIA (PHOTOMICROGRAPHY) 
Fotografia de microestrutura ou de uma microtextura. 
FRAGILIDADE DE REVESTIMENTO (TEMPER BRITTENESS) 
Fragilidade que apresenta alguns aços quando resfriados lentamente através de uma 
determinada faixa de temperatura ou quando revenidos nessa mesma faixa. 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
97 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
GRAFITA (GRAPHITE) 
Forma alotrópica do carbono, de reticulado hexagonal. Constituinte típico de ferro 
fundido cinzento, maleável e nodular. Ocorre na forma de veios, nódulos e outros. 
GRÃO (GRAIN) 
Cristal alotriomórfico de um material policristalino, considerado individualmente. 
HOMOGENEIZAÇÃO (HOMOGENIZING) 
Manutenção de uma liga a alta temperatura para eliminar ou diminuir, por difusão a 
segregação química. 
INCLUSÃO (INCLUSION) 
Material estranha retido em uma liga metálica que ocorre geralmente sob forma de 
partículas não-metálicas, tais como silicatos, óxidos, aluminados e outros. 
LEDEBURITA (LEDEBURITE) 
Agregados eutéticos do sistema metaestável ferro-carboneto de ferro. 
LINDUR 
Tratamento termoquímico realizado em meio gasoso, que promove o enriquecimento 
superficial, com nitrogênio (ver nitretação a gás) . 
LINHA LIQUIDUS (LIQUIDUS) 
Em diagrama de equilíbrio, a linha acima da qual o material se encontra totalmente no 
estado líquido. No diagrama de equilíbrio ferro-carboneto de ferro, a linha "liquidus" 
corresponde à linha ACD . 
LINHA SOLIDUS (SOLIDUS) 
Em diagrama de equilíbrio, linha abaixo da qual o material se encontra totalmente no 
estado sólido. No diagrama de equilíbrio ferro-carboneto de ferro a linha "solidus" 
corresponde à linha AHJEF. 
MACROGRAFIA (MACROGRAPHY) 
Aspecto ou reprodução gráfica de superfície devidamente preparada de peça ou 
amostra metálica, com aumento linear, igual ou inferior à dez vezes. É usualmente 
empregada para revelar textura de peças deformadas a frio ou a quente, peças 
fundidas, de irregularidades internas ou externas e outras. O termo é também 
utilizado para designar a técnica macrográfica. 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
98 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
MALEABILIZAÇÃO (MALLEABLEIZATION) 
Tratamento térmico aplicado ao ferro fundido branco, em que o elemento carbono 
passa a grafita, na forma arredondada, ou é eliminado. Ambos os fenômenos podem 
ocorrer simultaneamente. O elemento de carbono também pode estar presente em 
fase ou fases oriundas da transformação da austenita (como por exemplo a perlita). 
MARTÊMPERA (MARTEMPERING) 
Tratamento isotérmico composto de austenitização seguido de resfriamento brusco até 
temperatura ligeiramente acima da faixa de formação de martesita, visando equalizar 
a temperatura do material e resfriamento adequado até a temperatura ambiente. 
MARTENSITA (MARTENSITE) 
Solução sólida metaestável supersaturada da transformação por cisalhamento sem 
difusão, de uma alotrópica do solvente estável em temperatura elevada. A martensita 
da rede cristalina. Nas ligas ferro-carbono, é a solução sólida intersticial supersturada 
de carbono em ferro alfa e possui reticulado tetragonal de corpo centrado, resultante 
da distorção do reticulado cúbico provocado pelo excesso de carbono. A martensita ds 
ligas ferro-carbono e ferromagnética. 
MARTENSITA NÃO REVENIDA (UNTEMPERED MARTENSITE) 
Martensita obtida diretamente da têmpera, sem qualquer tratamento subseqüente. No 
sistema ferro-carbono, apresenta reticulado tetragonal de corpo centrado. 
MARTENSITA REVENIDA (TEMPERED MARTENSITE) 
Produto de decomposição resultante do aquecimento da martensita em temperatura 
abaixo do A1, em ligas ferro-carbono. Por extensão o termo usado para ligas não 
ferrosas. 
METALOGRAFIA (METALLOGRAPHY) 
Estudo da constituição, estrutura e textura dos metais, ligas e produtos metálicos e de 
seu relacionamento com propriedades e processos de fabricação. 
MICROGRAFIA (MICROGRAPH) 
Aspecto ou reprodução gráfica de uma amostra metálica devidamente preparada, com 
aumento linear maior que dez vezes. O termo é também utilizado para designar a 
técnica micrográfica. 
 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
99 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
NITRETAÇÃO (NITRIDING) 
Tratamento termoquímico em que se promove enriquecimento superficial com 
nitrogênio. 
NITRETAÇÃO A GÁS (GÁS NITRIDIN) 
Nitretação realizada em meio gasoso. 
NORMALIZAÇÃO (NORMALIZING) 
Tratamento térmico caracterizado por aquecimento acima da zona crítica e por 
equalização nesta temperatura seguida de resfriamento uniforme ao ar, sem restringi-
lo ou acelerá-lo, até a temperatura ambiente. 
 
PATENTEAMENTO (PATENTING) 
Tratamento térmico de arames e tiras, empregado em aços de altoe médio carbono, 
caracterizado por aquecimento acima da zona crítica e por resfriamento ao ar ou 
banho de sal ou chumbo, com a finalidade obter-se uma microestrutura adequada 
para as deformações subseqüentes. 
PERLITA (PEARLITE) 
Constituinte eutetóide do sistema metaestável ferro-carboneto de ferro, 
apresentando-se como uma agragado lamelar de ferrita e cementita. O termo também 
é usado para designar constituintes eutetóides de outros sistemas. 
PERLITIZAÇÃO (PEARLITIZING) 
Tratamento térmico de transformação da austenita em perlita. Termo largamente 
usado em tratamento de ferros fundidos. 
PONTO CURIE (CURIE POINT) 
Temperatura em que, no aquecimento, o ferro perde suas propriedades magnéticas ou 
as adquire, no resfriamento. 
PONTO EUTÉTICO (EUTETIC POINT) 
Em um diagrama de equilíbrio binário, é o ponto representativo da reação eutética, 
segundo a qual, no resfriamento, uma fase líquida se solidifica isotermicamente, 
produzindo um agregado de duas fases sólidas (constituinte eutético), de composições 
diferentes entre si e diferentes da composição original. A liga e a temperatura que 
definem o ponto eutético denominam-se, respectivamente, liga eutética e temperatura 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
100 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
eutética. A liga eutética possui o mais baixo ponto de solidificação do sistema a que 
pertence. A reação eutética é reversível. No diagrama de equilíbrio ferrocarbono, o 
ponto eutético é definido pelos seguintes pelos seguintes valores aproximados: 
SISTEMA 
TEMPERATU
RA 
EUTÉTICA 
(ºC) 
LIGA 
EUTÉTICA 
(ºC) (%C) 
SÍMBOLO 
CONSTITUINTE 
EUTÉTICO 
Metaestável 
ferrocarbo- 
neto de ferro 
1148 4.,30 C Ledeburita 
Estável ferro-
grafita 
1154 4,26 C 
 
PONTO EUTETÓIDE (EUTECTOID POINT) 
Em um diagrama de equilíbrio binário, é o ponto representativo de reação eutetóide, 
segundo a qual, no resfriamento, uma fase sólida se transforma em duas outras fases 
sólidas de composições diferentes da composição original. A liga e a temperatura que 
definem o ponto eutetóide denomina-se, respectivamente: liga eutetóide e 
temperatura eutetóide. A liga eutetóide possui, dentro do sistema a que pertence , o 
mais baixo ponto de transformação da fase sólida original. A reação eutetóide é 
reversível. No diagrama de equilíbrio ferrocarbono, o ponto eutetóide é definido pelos 
seguintes valores: 
SISTEMA 
TEMPERATURA 
EUTETÓIDE 
(ºC) 
LIGA 
EUTETÓIDE 
(%C) 
SÍMBOLO 
CONSTITUINTE 
EUTETÓIDE 
Maestável ferro-
carboneto de 
ferro 
727 0,77 S Perlita 
Estável ferro-
grafita 
736 0,68 S 
 
POTENCIAL DE CARBONO (CARBON POTENCIAL) 
Medida da capacidade de um meio, que contém carbono ativo, de alterar ou manter o 
teor de carbono de um aço. 
PREAQUECIMENTO (PREHEATING) 
Aquecimento prévio realizado até uma temperatura do tratamento visado. 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
101 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
PROFUNDIDADE DE CEMENTAÇÃO (CASE DEPTH) 
Em uma peça cementada, é a profundidade da camada periférica enriquecida em 
carbono. 
PROFUNDIDADE DE DESCARBONETAÇÃO (DEPTH OF DECARBONIZATION) 
Profundidade a partir da superfície, até o ponto em que o teor de carbono corresponda 
ao material original. 
PROFUNDIDADE EFETIVA (EFFECTIVE DEPTH) 
Distância perpendicular a partir da superfície, até o ponto em que a dureza atinge um 
valor convencionado. O termo é usualmente empregado nos tratamentos superficiais. 
Como exemplo têm-se: profundidade efetiva de cementação, profundidade efetiva de 
carbonitretação. 
RECOZIMENTO (ANNEALING) 
Termo genérico que indica um tratamento térmico composto de aquecimento 
controlado até uma determinada temperatura, permanência nessa temperatura 
durante um certo intervalo de tempo e resfriamento regulado para a finalidade em 
vista. 
RECOZIMENTO AZUL (BLUE ANNEALING) 
Recozimento realizado em condições tais que se forme na superfície metálica uma 
camada de óxido uniforme e aderente, de cor azulada. 
RECOZIMENTO BRILHANTE (BRIGHT ANNEALING) 
Recozimento realizado em condições tais que evitem oxidação da superfície metálica. 
RECOZIMENTO ISOTÉRMICO (ISOTHERMAL ANNEALING) 
Recozimento caracterizado por uma austenitização seguida de transformação 
isotérmica da austenita na região da formação da perlita. 
RECOZIMENTO PARA ALÍVIO DE TENSÕES (STRESS-RELIEF ANNEALING) 
Ver Alívio de tensões. 
RECOZIMENTO PARA CRESCIMENTO DO GRÃO (COARSE-GRAIN ANNEALING) 
Recozimento caracterizado por permanência em temperatura significativamente acima 
da zona crítica; resfriamento lento até temperatura abaixo do ponto A1 e subseqüente 
resfriamento arbitrário até a temperatura ambiente, destinado a produzir crescimento 
de grão. 
RECOZIMENTO PARA HOMOGENEIZAÇÃO (HOMOGENIZING ANNEAL) 
Recozimento caracterizado por um aquecimento até uma temperatura 
consideravelmente acima do ponto AC3, longa permanência nessa temperatura e 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
102 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
resfriamento adequado ao fim em vista, para eliminação de variações locais de 
composição do material. 
RECOZIMENTO PARA RECRISTALIZAÇÃO (RECRYSTALLIZATION ANNEALING) 
Recozimento caracterizado pela permanência em temperatura dentro da faixa de 
recristalização, após deformação realizada abaixo dessa faixa. 
RECOZIMENTO PARA SOLUBILIZAÇÃO (FULL ANNELING) 
Recozimento em conseqüência do qual um ou mais constituintes entram na solução. 
Geralmente caracterizado por um resfriamento rápido destinado a retenção daqueles 
constituintes em solução na temperatura ambiente. Também denominado 
solubilização. 
RECOZIMENTO PLENO (FULL ANNEALING) 
Recozimento caracterizado por um resfriamento lento através da zona crítica, a partir 
da temperatura da austenitização, geralmente acima de AC1 para os aços 
hipoeutetoides e entre AC31 e ACcm para os hipereutetóides. 
REFINO DE GRÃO (GRAIN REFINING) 
Diminuição do tamanho do grão. 
REVENIMENTO (TEMPERING) 
Tratamento térmico de uma peça temperada ou normalizada, caracterizado por 
reaquecimento abaixo da zona crítica e resfriamento adequado, visando ajustar as 
propriedades mecânicas. 
SEGREGAÇÃO (SEGREGATION) 
Concentração de elementos sob forma de solução sólida ou de compostos em regiões 
específicas de uma peça metálica. 
TAMANHO DE GRÃO (GRAIN SIZE) 
São as dimensões dos grãos ou cristais em um metal policristalino, excluindo as 
regiões maciadas e os subgrãos, quando presentes. O tamanho do grão é usualmente 
estimado ou medido na seção média de um agregado de grãos. As unidades mais 
comuns são: 
a) diâmetro médio; 
b) área média; 
c) numero de grãos por unidade linear; 
d) numero de grãos por unidade de área; 
e) numero de grãos por unidade de volume. 
 
 
 Laboratório de Materiais de Construção Mecânica 
 
 
103 
Engenharias 
IPUC – PUC Minas 
TÊMPERA (HARDENING) 
Tratamento térmico caracterizado pelo resfriamento em velocidade superior à 
velocidade crítica de têmpera de uma liga ferro-carbono, a partir de uma temperatura 
acima da zona crítica para os aços hipoeutetóides e geralmente dentro da zona crítica 
para os aços hiporeutetóides, resultando em transformação da austenita em 
martensita. 
TÊMPERA EM ÁGUA (WATER HARDENING) 
Têmpera em que o agente de resfriamento (meio de têmpera) é a água. 
TÊMPERA EM ÓLEO (OIL HARDENING) 
Têmpera em o agente de resfriamento (meio de têmpera) é um óleo. 
TÊMPERA EM SALMOURA (BRINE QUENCH) 
Têmpera em que o agente de resfriamento (meio têmpera) é uma salmoura. 
TÊMPERA POR CHAMA (FLAME HARDENING) 
Têmperaem que o aquecimento é produzido por chama. 
TEMPERABILIDADE (HARDENABILITY) 
Propriedade do aço que determina a profundidade e distribuição da dureza pela 
têmpera. 
TRATAMENTO SUBZERO (SUBZERO TREATMENT) 
Tratamento realizado abaixo 0oC. Particularmente, resfriamento de uma aço a uma 
temperatura abaixo de 0oC para transformação da austenita retida em martensita. 
TRATAMENTO TÉRMICO (HEAT TREATMENT) 
Operação ou conjunto de operações realizadas no estado sólido que compreendem 
aquecimento, permanência em determinadas temperaturas e resfriamento, realizados 
com a finalidade de conferir ao material determinadas características. 
TRATAMENTO TERMOQUÍMICO (THERMOCHEMICAL TREATMENT) 
Conjunto de operações realizadas no estado sólido que compreendem modificações na 
composição química da superfície da peça, em condições de temperatura e meio 
adequados.