Tratamentos termicos

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Tratamentos Térmicos
Profa.Fernanda Bordin
MAM 413
Bibliografia:
Aços e ferros fundidos: Vicente Chiaverini
-www.cimm.com.br
www.brasimet.com.br
Tratamentos Térmicos
• Finalidade:
Alterar as microestruturas e como 
consequência as propriedades mecânicas 
das ligas metálicas
Tratamentos Térmicos
• Objetivos:
- Remoção de tensões internas
- Aumento ou diminuição da dureza
- Aumento da resistência mecânica
- Melhora da ductilidade
- Melhora da usinabilidade
- Melhora da resistência ao desgaste
- Melhora da resistência à corrosão
- Melhora da resistência ao calor
- Melhora das propriedades elétricas e magnéticas
AÇO + TRATAMENTO TÉRMICO
O TRATAMENTO TÉRMICO ESTÁ 
ASSOCIADO DIRETAMENTE COM 
O TIPO DE AÇO.
PORTANTO, O TRATAMENTO 
TÉRMICO DEVE SER ESCOLHIDO 
DESDE O INÍCIO DO PROJETO, 
OU SEJA, JUNTAMENTE COM O 
TIPO DE AÇO
TRANSFORMAÇÕES
AUSTENITA
Perlita
(∝ + Fe3C) + a 
fase 
próeutetóide
Bainita
(∝ + Fe3C)
Martensita
(fase tetragonal)
Martensita
Revenida
(∝ + Fe3C)
Ferrita ou cementita
Resf. lento Resf. moderado
Resf. Rápido
(Têmpera)
reaquecimento
Principais Tratamentos Térmicos
Tratamentos Térmicos
Recozimento
Normalização Tempera e Revenido
Esferoidização ou 
Coalescimento
•Total ou Pleno
•Isotérmico
•Alívio de tensões
•Recristalização
Fatores de Influência nos 
Tratamentos Térmicos
• Temperatura
• Tempo
• Velocidade de resfriamento
• Atmosfera*
* no caso dos aços para evitar a oxidação e
descarbonetação
Ou linha crítica
723 °C
Influência da temperatura nos 
Tratamentos Térmicos
• Geralmente o aquecimento é feito acima 
da linha crítica (A1 no diagrama de fases 
Fe-Fe3C)
ÎA austenita é geralmente o ponto de 
partida para as transformações 
posteriores desejadas
Influência da temperatura nos 
Tratamentos Térmicos
• Quanto mais alta a temperatura acima da 
linha crítica (A1 no diagrama de fases Fe-
Fe3C):
Î maior a segurança da completa 
dissolução das fases na austenita
Îmaior será o tamanho de grão da 
austenita (* não é bom)
Temperatura Recomendada para 
os Aços Hipoeutetóides
Î 50 °C acima da linha A3 no diagrama de
fases Fe-Fe3C
Temperatura Recomendada para 
os Aços Hipereutetóides
Î Temperatura inferior à linha Acm e acima 
da A1 do diagrama de fases Fe-Fe3C
POR QUÊ?
A linha Acm sobe muito em temperatura com o teor 
de CarbonoÎ Temperaturas muito altas são 
prejudiciais por promoverem crescimento de grão 
da austenita
Ð
Neste caso é menos prejudicial ter a presença de 
certa quantidade de carboneto não dissolvido
Influência do Tempo nos 
Tratamentos Térmicos
• Quanto maior o tempo na temperatura de 
austenitização:
Î maior a segurança da completa dissolução 
das fases na austenita
Îmaior será o tamanho de grão da austenita
(* não é bom)
• Tempos longos facilitam a oxidação e a 
descarbonetação
Tempo nos Tratamentos 
Térmicos
• Aproximação:
• Tempo em minutos ~ 1,5 X espessura da 
amostra em milímetros
Influência do Resfriamento nos 
Tratamentos Térmicos
• É o mais importante porque é ele que 
efetivamente determinará a 
microestrutura, além da composição 
do aço (teor de Carbono e elementos 
de liga)
Principais Meios de Resfriamento
• Ambiente do forno (+ brando)
• Ar
• Banho de sais ou metal fundido (+ comum 
é o de Pb)
• Óleo
• Água
• Soluções aquosas de NaOH, Na2CO3 ou 
NaCl (+ severos)
Como Escolher o Meio de 
Resfriamento ????
• É um compromisso entre:
- Obtenção das caracterísitcas finais 
desejadas (microestruturas e 
propriedades),
- Sem o aparecimento de fissuras e 
empenamento na peça,
- Sem a geração de grande concentração de 
tensões
1- RECOZIMENTO
• Objetivos:
- Remoção de tensões internas devido aos 
tratamentos mecânicos
- Diminuir a dureza para melhorar a usinabilidade
- Alterar as propriedades mecânicas como a 
resistência e ductilidade
- Ajustar o tamanho de grão
- Melhorar as propriedades elétricas e magnéticas
- Produzir uma microestrutura definida
TIPOS DE RECOZIMENTO
• Recozimento total ou pleno
• Recozimento isotérmico ou cíclico
• Recozimento para alívio de tensões
• Recozimento para recristalização
Recozimento
Total ou Pleno
Isotérmico Alívio de tensões
Recristalização
Resfriamento 
Lento 
(dentro do forno) Temperatura
Abaixo da linha A1Î
Não ocorre nenhuma 
transformação (600-
620oC)
Resfriamento
Deve-se evitar 
velocidades muito 
altas devido ao risco
de distorções
Temperatura
Abaixo da linha A1Î
(600-620oC)
- Resfriamento
Lento 
(ao ar ou dentro
do forno)
**Elimina o 
encruamento 
gerado pelos 
processos de
deformação à frio
1.1- RECOZIMENTO TOTAL 
OU PLENO
• Objetivo
Obter dureza e estrutura controlada
1.1- RECOZIMENTO TOTAL 
OU PLENO
• Temperatura
HipoeutetóideÎ 50 °C acima da linha A3
HipereutetóideÎ Entre as linhas Acm e A1
• Resfriamento
Lento (dentro do forno) Î implica em 
tempo longo de processo 
(desvantagem)
1.1- RECOZIMENTO TOTAL OU 
PLENO
• Constituintes Estruturais resultantes
HipoeutetóideÎ ferrita + perlita grosseira
EutetóideÎ perlita grosseira
HipereutetóideÎ cementita + perlita grosseira
* A pelita grosseira é ideal para melhorar a 
usinabilidade dos aços baixo e médio carbono
* Para melhorar a usinabilidade dos aços alto 
carbono recomenda-se a esferoidização
1.1- RECOZIMENTO TOTAL OU 
PLENO
• Temperatura
HipoeutetóideÎ 50 °C
acima da linha A3
HipereutetóideÎ Entre as 
linhas Acm e A1
• Resfriamento
Lento (dentro do forno) 
Î implica em tempo 
longo de processo 
(desvantagem)
1.2- RECOZIMENTO 
ISOTÉRMICO OU CÍCLICO
• A diferença do recozimento pleno está no 
resfriamento que é bem mais rápido, 
tornando-o mais prático e mais econômico,
• Permite obter estrutura final + homogênea
• Não é aplicável para peças de grande 
volume porque é difícil de baixar a 
temperatura do núcleo da mesma
• Esse tratamento é geralmente executado 
em banho de sais
COMO É FEITO O RECOZIMENTO 
ISOTÉRMICO OU CÍCLICO ???
• A diferença do recozimento 
pleno está no resfriamento que é 
bem mais rápido, tornando-o 
mais prático e mais econômico,
• Permite obter estrutura final + 
homogênea
• Não é aplicável para peças de 
grande volume porque é difícil 
de baixar a temperatura do 
núcleo da mesma
• Esse tratamento é geralmente 
executado em banho de sais
1.3- RECOZIMENTO PARA 
ALÍVIO DE TENSÕES
• Objetivo
Remoção de tensões internas originadas de processos 
(tratamentos mecânicos, soldagem, corte, …)
• Temperatura
Abaixo da linha A1 Î Não ocorre nenhuma transformação 
(600-620oC)
• Resfriamento
Deve-se evitar velocidades muito altas devido ao 
risco de distorções
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA DE 
RECOZIMENTO NA RESIST. À TRAÇÃO E 
DUTILIDADE
2- ESFEROIDIZAÇÃO OU 
COALESCIMENTO
• Objetivo
Produção de uma estrutura globular ou esferoidal
de carbonetos no aço
Î melhora a usinabilidade, especialmente 
dos aços alto carbono
Î facilita a deformação a frio
2- ESFEROIDIZAÇÃO OU 
COALESCIMENTO
ESFEROIDITA Objetivo
Produção de uma estrutura
globular ou esferoidal de
carbonetos no aço
Î melhora a
usinabilidade,
especialmente dos aços
alto carbono
Î facilita a deformação a
frio
MANEIRAS DE PRODUZIR 
ESFEROIDIZAÇÃO OU COALESCIMENTO
Î Aquecimento a uma temperatura logo 
acima da linha inferior de transformação, 
seguido de resfriamento lento,
Î Aquecimento por tempo prolongado a uma 
temperatura logo abaixo da linha inferior da 
zona crítica,
Î Aquecimento e resfriamentos alternados 
entre temperaturas que estão logo acima e 
logo abaixo da linha inferior de 
transformação.
3- NORMALIZAÇÃO
Objetivos:Î Refinar o grão
Î Melhorar a uniformidade da microestrutra
*** É usada antes da têmpera e revenido
3- NORMALIZAÇÃO
• Temperatura
HipoeutetóideÎ acima da linha A3
HipereutetóideÎ acima da linha Acm*
*Não há formação de um invólucro de carbonetos 
frágeis devido a velocidade de refriamento ser 
maior
• Resfriamento
Ao ar (calmo ou forçado)
3- NORMALIZAÇÃO
• Constituintes Estruturais resultantes
HipoeutetóideÎ ferrita + perlita fina
EutetóideÎ perlita fina
HipereutetóideÎ cementita + perlita fina
* Conforme o aço pode-se obter bainita
Em relaçào ao recozimento a microestrutura é mais 
fina, apresenta menor quantidade e melhor
distribuição de carbonetos
3- NORMALIZAÇÃO
Objetivos:
Î Refinar o grão
Î Melhorar a 
uniformidade da 
microestrutra
*** É usada antes da 
têmpera e revenido
4- TÊMPERA
Objetivos:
Î Obter estrutura matensítica que promove:
- Aumento na dureza
- Aumento na resistência à tração
- redução na tenacidade
*** A têmpera gera tensõesÎ deve-se fazer 
revenido posteriormente
4- TÊMPERA
MARTENSITA
4- TÊMPERA
• Temperatura
Superior à linha crítica (A1)
* Deve-se evitar o superaquecimento, pois formaria 
matensita acidular muito grosseira, de elevada 
fragilidade
• Resfriamento
Rápido de maneira a formar martensíta 
(ver curvas TTT)
4- TÊMPERA
• Meios de Resfriamento
Depende muito da composição do aço 
(% de carbono e elementos de liga) e 
da espessura da peça
4- TÊMPERA
• Constituintes Estruturais resultantes
HipoeutetóideÎ ferrita + martensita
EutetóideÎ martensita
HipereutetóideÎ cementita + martensita 
4- TÊMPERA
Objetivos:
Î Obter estrutura 
matensítica que promove:
- Aumento na dureza
- Aumento na resistência à
tração
- redução na tenacidade
*** A têmpera gera tensões
Î deve-se fazer revenido 
posteriormente
TEMPERABILIDADE
• CAPACIDADE DE UM AÇO ADQUIRIR 
DUREZA POR TÊMPERA A UMA CERTA 
PROFUNDIDADE
• VEJA EXEMPLO COMPARATIVO DA 
TEMPERABILIDADE UM AÇO 1040 E DE UM 
AÇO 8640
• A CURVA QUE INDICA A QUEDA DE DUREZA 
EM FUNÇÃO DA PROFUNDIDADE RECEBE O 
NOME DE CURVA JOMINY QUE É OBTIDA 
POR MEIO DE ENSAIOS NORMALIZADOS
TEMPERABILIDADE
• Veja como é feito o ensaio de 
temperabilidade Jominy no site:
• www.cimm.com.br/material didático
5- REVENIDO
*** Sempre acompanha a têmpera
Objetivos:
- Alivia ou remove tensões
- Corrige a dureza e a fragilidade, 
aumentando a dureza e a tenacidade
5- REVENIDO
• Temperatura
Pode ser escolhida de acordo com as 
combinações de propriedades 
desejadas
5- REVENIDO
• Temperatura
Pode ser 
escolhida de 
acordo com as 
combinações 
de 
propriedades 
desejadas
5- REVENIDO
150- 230°CÎ os carbonetos começam a precipitar
Estrutura: martensita revenida
(escura, preta)
Dureza: 65 RC Î60-63 RC
230-400°CÎ os carbonetos continuam a precipitar 
em forma globular (invisível ao microscópio)
Estrutura: TROSTITA
Dureza: 62 RC Î50 RC
5- REVENIDO
400- 500°CÎ os carbonetos crescem em glóbulos, 
visíveis ao microscópio
Estrutura: SORBITA
Dureza: 20-45 RC
650-738°CÎ os carbonetos formam partículas 
globulares
Estrutura: ESFEROIDITA
Dureza: <20 RC
MICROESTRUTURAS DO 
REVENIDO
TROOSTITA E 
MARTENSITA SORBITA
FRAGILIDADE DE 
REVENIDO
• Ocorre em determinados tipos de aços 
quando aquecidos na faixa de temperatura 
entre 375-475 °C ou quando resfriados 
lentamente nesta faixa.
• A fragilidade ocorre mais rapidamente na faixa 
de 470-475 °C 
• A fragilidade só é revelada no ensaio de 
resist. ao choque, não há alteração na 
microestrutura.
AÇOS SUSCEPTÍVEIS À 
FRAGILIDADE DE REVENIDO
• Aços -liga de baixo teor de liga
• Aços que contém apreciáveis quantidades de 
Mn, Ni, Cr, Sb*, P, S
• Aços ao Cr-Ni são os mais suceptíveis ao 
fenômeno
*é o mais prejudicial
COMO MINIMIZAR A 
FRAGILIDADE DE REVENIDO
• Manter os teores de P abaixo de 0,005% e 
S menor 0,01%
• Reaquecer o aço fragilizado a uma 
temperatura de ~600 °C seguido de 
refriamento rápido até abaixo de 300 °C .
TRATAMENTO SUB-ZERO
• Alguns tipos de aço, especialmente os alta 
liga, não conseguem finalizar a 
transformação de austenita em 
martensita.
• O tratamento consiste no resfriamento do 
aço a temperaturas abaixo da ambiente
• Ex: Nitrogênio líquido: -170oC
Nitrogênio + álcool: -70oC
AUSTEMPERA E 
MARTEMPERA
• Problemas práticos no resfriamento convencional e 
têmpera
• A peça/ parte poderá apresentar empenamento ou fissuras devidos
ao resfriamento não uniforme. A parte externa esfria mais 
rapidamente, transformando-se em martensita antes da parte interna. 
Durante o curto tempo em que as partes externa e interna estão com 
diferentes microestruturas, aparecem tensões mecânicas 
consideráveis. A região que contém a martensita é frágil e pode 
trincar. Os tratamentos térmicos denominados de martempera e 
austempera vieram para solucionar este problema
• VEJA TAMBÉM MATERIAL FORNECIDO
MARTEMPERA
• O resfriamento é 
temporariamente interrompido, 
criando um passo isotérmico, 
no qual toda a peça atinga a 
mesma temperatura. A seguir 
o resfriamento é feito 
lentamente de forma que a 
martensita se forma 
uniformemente através da 
peça. A ductilidade é 
conseguida através de um 
revenimento final.
AUSTEMPERA
• Outra alternativa para evitar distorções 
e trincas é o tratamento denominado 
austêmpera, ilustrado ao lado 
• Neste processo o procedimento é 
análogo à martêmpera. Entretanto a 
fase isotérmica é prolongada até que 
ocorra a completa transformação em 
bainita. Como a microestrutura 
formada é mais estável (alfa+Fe3C), o 
resfriamento subsequente não gera 
martensita. Não existe a fase de 
reaquecimento, tornando o processo 
mais barato. 
MARTEMPERA E 
AUSTEMPERA
alternativas para evitar distorções e trincas
CASO PRÁTICO 1
Faça uma análise do seguinte procedimento 
adotado por uma da empresa
• Peça: eixo (10x100)mm
• Aço: SAE 1045
• Condições de trabalho: solicitação à abrasão 
pura
• Tratamento solicitado: beneficiamento para 
dureza de 55HRC
• Condição para tempera: peça totalmente 
acabada
CASO PRÁTICO 2
Qual o tratamento térmico que você acha mais 
apropriado para um dado eixo flangeado para 
reconstituir a homogeneidade microestrutural
com a finalidade de posteriormente ser efetuada 
a tempera?
Informações: A região flangeada apresenta-se 
com granulação fina e homogênea, resultante 
do trabalho à quente; já o restante do eixo, que 
não sofre conformação, apresenta-se com 
microestrutura grosseira e heterogênea, devido 
ao aquecimento para forjamento. 
CASO PRÁTICO 3
Porta insertos de metal duro são usados em 
estampos progressivos, confeccionados em aço 
AISI D2 e temperados para 60/62 HRC.
Este tipo de aço costuma reter até 50% de 
austenita em sua estrutura à temperatura 
ambiente. Há algum inconveniente disto? 
Comente sua resposta.
Tratamentos Térmicos
Recozimento
Total ou Pleno
Recozimento
Isotérmico Normalização
Tempera e 
Revenido
Resfriamento 
Lento 
(dentro do forno) Resfriamento ao ar
	Tratamentos Térmicos�Profa.Fernanda Bordin�MAM 413
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	Principais Tratamentos Térmicos�
	Fatores de Influência nos Tratamentos Térmicos�
	Influência da temperatura nos Tratamentos Térmicos�
	Influência da temperatura nos Tratamentos Térmicos�
	Temperatura Recomendada para os Aços Hipoeutetóides�
	Temperatura Recomendada para os Aços Hipereutetóides�
	Influência do Tempo nos Tratamentos Térmicos�
	 Tempo nos Tratamentos Térmicos�
	 Influência do Resfriamento nos Tratamentos Térmicos
	Principais Meios de Resfriamento
	Como Escolher o Meio de Resfriamento ????
	1- RECOZIMENTO
	TIPOS DE RECOZIMENTO1.1- RECOZIMENTO TOTAL OU PLENO
	1.1- RECOZIMENTO TOTAL OU PLENO
	1.1- RECOZIMENTO TOTAL OU PLENO
	1.1- RECOZIMENTO TOTAL OU PLENO
	1.2- RECOZIMENTO ISOTÉRMICO OU CÍCLICO
	COMO É FEITO O RECOZIMENTO ISOTÉRMICO OU CÍCLICO ???
	1.3- RECOZIMENTO PARA ALÍVIO DE TENSÕES
	INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA DE RECOZIMENTO NA RESIST. À TRAÇÃO E DUTILIDADE
	2- ESFEROIDIZAÇÃO OU COALESCIMENTO
	2- ESFEROIDIZAÇÃO OU COALESCIMENTO
	MANEIRAS DE PRODUZIR ESFEROIDIZAÇÃO OU COALESCIMENTO
	3- NORMALIZAÇÃO
	3- NORMALIZAÇÃO
	3- NORMALIZAÇÃO
	3- NORMALIZAÇÃO
	4- TÊMPERA
	4- TÊMPERA
	4- TÊMPERA
	4- TÊMPERA
	4- TÊMPERA
	4- TÊMPERA
	TEMPERABILIDADE
	TEMPERABILIDADE
	5- REVENIDO
	5- REVENIDO
	5- REVENIDO
	5- REVENIDO
	5- REVENIDO
	MICROESTRUTURAS DO REVENIDO
	FRAGILIDADE DE REVENIDO
	AÇOS SUSCEPTÍVEIS À FRAGILIDADE DE REVENIDO
	COMO MINIMIZAR A FRAGILIDADE DE REVENIDO
	TRATAMENTO SUB-ZERO
	AUSTEMPERA E MARTEMPERA
	MARTEMPERA
	AUSTEMPERA
	MARTEMPERA E AUSTEMPERA
	CASO PRÁTICO 1
	CASO PRÁTICO 2
	CASO PRÁTICO 3