tratamentos termicos

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Resumo: Tratamentos térmicos são sequências de operações que tem como objetivo modificar as propriedades dos aços e outros metais. Basicamente, um processo de tratamento térmico inclui aquecimento e resfriamento do material em temperaturas e velocidades controladas. Os tratamentos térmicos influenciam diretamente no arranjo molecular, distorcendo o cristalino, causando alívio de tensões ou gerando tensões no material. Foram realizados alguns tratamentos térmicos seguido de ensaios de dureza em laboratório, para definir a influência do tratamento nas propriedades mecânicas do metal.
Palavras-chave: Têmpera, Dureza, Óleo, Água, Aço, Recozimento, Normalização.
INTRODUÇÃO
 Recozimento
 O recozimento é o tratamento térmico que tem por finalidade eliminar a dureza de uma peça temperada ou normalizar materiais com tensões internas resultantes do forjamento, da laminação, trefilação etc. 
Consiste em aquecer um corpo de prova (cdp) de acordo com o material do qual o mesmo é constituído. A escolha da temperatura de recozimento é feita de acordo com valores tabelados para cada material (a temperatura deverá ser próxima do equilíbrio termodinâmico, para que ocorra a formação de certas estruturas que serão especificadas mais abaixo).
 Para que as modificações ocorram de forma uniforme no cdp, este deve permanecer por algum tempo na temperatura escolhida.
 Ao término deste tempo o cdp deverá sofrer um resfriamento lento (quanto maior a porcentagem de carbono, mais lento deverá ser o resfriamento). Este pode ser realizado das seguintes formas:
-Exposição do cdp ao ar livre;
-Deixar o cdp em contato com cal, areia ou outros materiais (seja qual for o material usado ele deverá estar com baixíssima umidade);
-Interromper o aquecimento e deixar o cdp desaquecer dentro do forno.
Obs: no recozimento do cobre e latão o resfriamento deve ser o mais rápido possível. 
 Os efeitos esperados do recozimento são diminuição da dureza do cdp e melhora da ductilidade, devido à formação de ferrita + carbonetos.
 Normalização
 Tratamento térmico, caracterizado pelo aquecimento acima da zona crítica e por manutenção nesta temperatura seguida de resfriamento uniforme ao ar, sem restringi-lo ou acelerá-lo, até a temperatura ambiente. Tem por objetivo refinar e homogeneizar a estrutura do aço, conferindo-lhe melhores propriedades do que o recozimento. Muito utilizado em peças que necessitam ser usinadas, com remoção de cavacos, para evitar desgaste excessivo das ferramentas de usinagem.
Consiste na austenitização (o aquecimento do aço até uma determinada temperatura faz com que se forme austenita) completa do aço, seguida de resfriamento ao ar. Desse processo forma-se a ferrita e a perlita (as porcentagens de cada substancia formada dependerá da composição do aço). 
Figura1. Na figura acima pode-se observar as diferenças das propriedades mecânicas dos dois processos (recozimento completo e da normalização).
 Têmpera (H2O e óleo)
 É o tratamento térmico aplicado aos aços com porcentagem igual ou maior do que 0,4% de carbono. O objetivo principal da têmpera num aço é o aumento de dureza. É caracterizado pelo resfriamento rápido, resultando na formação de martensita, à partir da austenita. Com o aumento da dureza, o aço torna-se mais quebradiço, mas isso pode ser corrigido em outro tratamento térmico denominado revenimento, que será explicado posteriormente.
O processo da têmpera é iniciado com o aquecimento (feito de maneira lenta para evitar defeitos) do cdp até a temperatura recomendada (que assim como o meio de resfriamento são informações tabeladas). Após o aquecimento, o cdp é mantido dentro do forno, sendo a temperatura controlada por pirômetros, para que o processo seja uniforme, envolvendo todo o cdp. Em seguida, o cdp deverá ser retirado do forno e resfriado em água, óleo, jato de ar ou salmoura.
Após a têmpera, o cdp apresenta muitas tensões internas, devido ao resfriamento rápido, portanto deverá ser feito outro tratamento térmico, com o intuito de devolver ao aço o equilíbrio necessário para sua utilização.
Figura 2. Mostra curvas de resfriamento de aços em cada meio – da esquerda para a direita são respectivamente: água, óleo e ar.
Figura 3. Mostra, para efeito de comparação as curvas de temperatura em função do tempo de aços com poucos ligantes e muitos ligantes respectivamente.
OBJETIVOS
Esse experimento teve como principal objetivo medir a dureza HRA em diferentes pontos de um corpo de prova de Jominy a fim de verificar onde o mesmo apresenta maior ou menor temperabilidade.
MATERIAIS E MÉTODOS
MATERIAIS
1 corpo de prova de aço 1045;
1 forno para tratamento térmico;
1 lixa (jato d’água);
1 durômetro.
MÉTODOS
 Todas as amostras utilizadas eram constituídas de aço 1045. Todas estavam já pré aquecidas (fase de formação de austenita) e sendo apenas proceder com cada tratamento térmico (recozimento, normalização e as têmperas). Após os devidos resfriamentos, as amostras foram lixadas, para que a camada de óxidos formados durante o resfriamento fosse removida, evitando erros durante as medidas de dureza. O passo seguinte foi medir a dureza de cada amostra, utilizando para isso a escala Rockwell A (HRA).
RESULTADOS
Os resultados obtidos no experimento estão apresentados na tabela 1.
	Dureza HRA
	Face A
	Face B
	Face A
	Face B
	Face A
	Face B
	Recozimento
	53
	55
	55
	55
	55
	50
	Normalização
	56
	56
	52
	60
	56
	54
	Temp. Óleo
	81
	81
	74
	73
	73
	73
	Temp. Agua
	85
	85
	84
	85
	87
	86
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CONCLUSÃO
 Dos ensaios realizados pode-se verificar dos resultados obtidos que os mesmos foram valores esperados. No caso da tabela 1 era esperado que da têmpera fossem obtidos maiores valores de dureza, o que se deve ao resfriamento rápido, tanto em água quanto em óleo. Os valores obtidos do recozimento e da normalização foram muito próximos entre si, conforme o esperado, pois a normalização é utilizada como complemento do recozimento, homogeneizando o aço por meio do refinamento dos grãos do mesmo. 
BIBLIOGRAFIA
Tratamentos Térmicos – Mecânica. Apostila SENAI. SENAI - ES, 1997
CHIAVERINI, V. A¸cos e Ferros Fundidos. 4. ed. S˜ao Paulo: Associação Brasileira de Metais, 1977.
CALLISTER, Willian D. Ciência e Engenharia de Materiais: uma introdução. Salt Lake City. Utah:Ltc, 1999.