4-1 PRINCIPAIS TRATAMENTOS TÉRMICOS

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TRATAMENTOS TTRATAMENTOS TÉÉRMICOS E RMICOS E 
CONTROLE DA MICROESTRUTURACONTROLE DA MICROESTRUTURA
�� FinalidadeFinalidade::
AlterarAlterar as as microestruturasmicroestruturas e e comocomo consequênciaconsequência
as as propriedadespropriedades mecânicasmecânicas das das ligasligas metmetáálicaslicas
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OBJETIVOS DOS TRATAMENTOS TOBJETIVOS DOS TRATAMENTOS TÉÉRMICOSRMICOS
-- RemoRemoççãoão de de tensõestensões internasinternas
-- AumentoAumento ouou diminuidiminuiççãoão dada durezadureza
-- AumentoAumento dada resistênciaresistência mecânicamecânica
-- MelhoraMelhora dada ductilidadeductilidade
-- MelhoraMelhora dada usinabilidadeusinabilidade
-- MelhoraMelhora dada resistênciaresistência aoao desgastedesgaste
-- MelhoraMelhora dada resistênciaresistência àà corrosãocorrosão
-- MelhoraMelhora dada resistênciaresistência aoao calorcalor
-- MelhoraMelhora das das propriedadespropriedades eleléétricastricas e e magnmagnééticasticas
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PRINCIPAIS TRATAMENTOS PRINCIPAIS TRATAMENTOS 
TTÉÉRMICOS DOS ARMICOS DOS AÇÇOSOS
��RecozimentoRecozimento
��NormalizaNormalizaççãoão
��TêmperaTêmpera e e revenidorevenido
��CoalescimentoCoalescimento ouou esferoidizaesferoidizaççãoão
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RECOZIMENTORECOZIMENTO
�� ObjetivosObjetivos::
-- RemoRemoççãoão de de tensõestensões internasinternas devidodevido aosaos
tratamentostratamentos mecânicosmecânicos
-- DiminuirDiminuir a a durezadureza parapara melhorarmelhorar a a usinabilidadeusinabilidade
-- AlterarAlterar as as propriedadespropriedades mecânicasmecânicas comocomo a a 
resistênciaresistência e e ductilidadeductilidade
-- AjustarAjustar o o tamanhotamanho de de grãogrão
-- MelhorarMelhorar as as propriedadespropriedades eleléétricastricas e e magnmagnééticasticas
-- ProduzirProduzir umauma microestruturamicroestrutura definidadefinida
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ESFEROIDIZAESFEROIDIZAÇÇÃO OU ÃO OU 
COALESCIMENTOCOALESCIMENTO
��ObjetivoObjetivo
ProduProduççãoão de de umauma estruturaestrutura globular globular ouou
esferoidalesferoidal de de carbonetoscarbonetos no no aaççoo
�� melhoramelhora a a usinabilidadeusinabilidade, , 
especialmenteespecialmente dos dos aaççosos alto alto carbonocarbono
�� facilitafacilita a a deformadeformaççãoão a a friofrio
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NORMALIZANORMALIZAÇÇÃOÃO
ObjetivosObjetivos::
�� RefinarRefinar o o grãogrão
�� MelhorarMelhorar a a uniformidadeuniformidade dada
microestrutramicroestrutra
*** *** ÉÉ usadausada antes antes dada têmperatêmpera e e revenidorevenido
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RECOZIMENTORECOZIMENTO
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TÊMPERA E REVENIDOTÊMPERA E REVENIDO
ObjetivosObjetivos::
�� ObterObter estruturaestrutura matensmatensííticatica queque promovepromove::
-- AumentoAumento nana durezadureza
-- AumentoAumento nana resistênciaresistência àà tratraççãoão
-- redureduççãoão nana tenacidadetenacidade
*** *** A A têmperatêmpera geragera tensõestensões�� devedeve--se se fazerfazer
revenidorevenido posteriormenteposteriormente
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REVENIDOREVENIDO
****** Sempre acompanha a têmperaSempre acompanha a têmpera
ObjetivosObjetivos::
-- AliviaAlivia ouou remove remove tensõestensões
-- CorrigeCorrige a a durezadureza e a e a fragilidadefragilidade, , 
aumentandoaumentando a a durezadureza e a e a tenacidadetenacidade
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Meios de Têmpera: 
Têmpera em água
A água é o meio de têmpera mais antigo, mais barato e o 
mais empregado. O processo de têmpera em água é
conduzido de diversas maneiras: por meio de imersão, jatos, 
imersão ou jatos com água aquecida, misturas de água com 
sal (salmoura), ou ainda, misturas de água e aditivos 
poliméricos.
Os valores mais elevados de dureza são obtidos por meio de 
imersão, mantendose a temperatura da água entre 15 e 25ºC e 
agitação com velocidades superiores à 0,25 m/s. 
A temperatura, agitação e quantidade de contaminantes da 
água ou o teor de aditivos são parâmetros controlados 
periodicamente.
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ÁGUA DESTILADA:
A água destilada em contato com o corpo de prova vaporiza
absorvendo rapidamente as calorias cedidas. Após este
período, a quantidade de vapor produzido que rodeia a peça
desacelera os intercâmbios de calor.
O vapor escapa e condensa provocando na superfície da
água uma agitação intensa e o líquido molha a peça
acelerando o resfriamento.
Quando a temperatura da superfície do corpo de prova está a 
mesma temperatura de ebulição do líquido, inicia-se a 
terceira fase e o resfriamento é muito lento.
Meios de Têmpera: 
Têmpera em água
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ÁGUA COMUM E ÁGUAS INDUSTRIAIS:
Os gases em solução na água desaceleram muito o 
resfriamentoporque eles se misturam ao filme de vapor ao
redor da peça aumentando o efeito isolante. Este efeito já é
sensível com o ar, sendo acentuado com o oxigênio e com o 
gás carbônico.
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Têmpera em água
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Meios de Têmpera:
Têmpera em salmoura
O termo salmoura ("brine quenching") refere-se á solução aquosa contendo
diferentes quantidades de cloreto de sódio (NaCl) ou cloreto de cálcio (CaCl).
As concentrações de NaCl variam entre 2 á 25%, entretanto, utiliza-se como
referência a solução contendo 10% de NaCl.
As taxas de resfriamento da salmoura são superiores às obtidas em água
pura para a mesma agitação. A justificativa é que, durante os primeiros
instantes da têmpera, a água evapora com contato com a superfície metálica
e pequenos cristais de NaCl depositam-se nesta. Com o aumento da
temperatura, ocorre a fragmentação destes cristais, gerando turbulência e
destruindo a camada de vapor.
A capacidade de extração de calor não é seriamente afetada pela
elevação da temperatura da solução. De fato, a salmoura pode ser
empregada em temperaturas até 90ºC, entretanto, a capacidade máxima
ocorre em aproximadamente 20ºC.
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Meios de Têmpera: 
Têmpera em salmoura
A presença de soda cáustica ou sais como cloreto de 
sódio aumentam a velocidade de resfriamento devido a 
que a tensão de vapor destas soluções é maior que a 
água pura sendo o filme de vapor ao redor da peça
menos importante e eliminando-se mais rapidamente. O 
poder de têmpera perdura até temperaturas mais
elevadas.
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Meios de Têmpera: 
Banhos metálicos e Sais Fundidos
Não há fase vapor nestes banhos. Há apenas um 
máximo de temperaturas, o qual é favorável para a 
têmpera do ponto de vista da redução de deformações e 
trincas de têmpera. Isso explica o êxito da têmpera por 
etapas efetuado em banho de sal fundido.
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Meios de Têmpera: 
Têmpera em óleo
Todos os óleos de têmpera têm como base os óleos minerais, 
geralmente óleos parafínicos.
Os óleos de têmpera são classificados em:
- óleos de velocidade normal- para aços de alta temperabilidade;
- óleos de velocidade média - para aços de média temperabilidade;
- óleos de alta velocidade - para aços de baixa temperabilidade;
- óleos para martêmpera e
- óleos laváveis em água.
A maior parte dos óleos de têmpera apresentam taxas de 
resfriamento menores que as obtidas em água ou em salmoura, 
entretanto, nestes meios o calor é removido de modo mais 
uniforme, diminuindo as distorções dimensionais e a ocorrência de 
trincas.
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Meios de Têmpera: 
Têmpera em óleo
ÓLEOS DE TÊMPERA:
Etapas: 
- período de vaporização com formação de um filme vapor
- período de molhabilidade com eliminação de vapor
- período que inicia-se quando a temperatura da superfície do metal 
é a mesma que a temperatura de ebulição do óleo
A duração de cada etapa depende do tipo de óleo utilizado.
Mesmo que a velocidade de resfriamento seja suficiente para obter
martensita, é prejudicial que o máximo da velocidade de resfriamento se 
manifeste durante a transformação martensítica, já que esta
transformação ocorre com o aumento de volume.
Quando se atinge a temperatura “Ms”, ou seja quando se inicia a 
transformação martensítica, não é mais necessário que o resfriamento
seja rápido.
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Meios de Têmpera: 
Têmpera em óleo
FATORES INERENTES AO ÓLEO:
Fatores físicos e químicos.
Fatores físicos são a viscosidade, ponto de fulgor e a temperatura.
Fatores químicos se referem a composição dos óleos. Sua influência tem 
que ver não apenas com as propriedades dos óleos novos mas, também com 
o comportamento dos óleos durante seu uso. O poder de têmpera diminui
depois de alguns meses de uso.
Os óleos de Têmpera estão constituídos por óleos minerais, óleos vegetais
ou animais, por misturas de ambos ou por misturas de aditivos cujo papel é
aumentar a resistência à oxidação, o poder de molhabilidade e a 
estabilidade.
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Meios de Têmpera:
Têmpera em óleo
Retenção de vapor durante a têmpera em óleo em uma engrenagem
O fenômeno pode ocorrer em diversos meios de têmpera em que ocorre a
estagnação do meio. O vapor retido no fundo dos dentes diminui drasticamente a
velocidade de resfriamento, favorecendo a ocorrência de microestruturas 
bainíticas e perlíticas e conseqüentemente, redução de dureza e resistência.
Fatores que afetam o resfriamento:
A - fluxo de calor vindo do nucleo.
A temperatura e a intensidade do 
fluxo variam com o tempo. 
B - envelope da vapor devido à baixa
agitação. 
C - bolhas de vapor com movimento
restrito e formando-se 
vagarosamente. 
D - bolhas de vapor livres. 
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São soluções aquosas de um polímero orgânico mais um aditivo
específico que possui uma maior velocidade de resfriamento de alta
performance (poly-oxyalkyleno glycol), com a ausência de tensões
internas e deformações nas peças.
- quando uma peça é imersa na solução, um filme de polímeros
se forma na superfície, diminuindo os intercâmbios de calor
- após um tempo muito curto, este filme se estabiliza provocando
um resfriamento rápido
- quando a temperatura cai abaixo de 69-80ºC, o filme se dissolve 
e o intercâmbio efetua-se por convecção
A temperatura ambiente o polímero é totalmente solúvel em água, 
quando a temperatura se eleva (60-80ºC), torna-se insolúvel.
Meios de Têmpera:
Polimeros Orgânicos
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APLICAÇÕES:
- peças forjadas para a indústria automobilística
- peças pequenas em aço carbono
- molas de aço ao Si ou Si+Cr
- peças mecânicas em aço ligado
- peças temperadas após cementação
- barras em aço inoxidável
VANTAGENS:
- solução não inflamável e não tóxica
- ausência de fumaça ou cheiro
- não há necessidade de desengraxar as peças antes do revenido
- poder de têmpera facilmente adaptável aos diferentes tipos de aços e 
morfologias das peças.
Meios de Têmpera:
Polimeros Orgânicos
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Meios de Têmpera: 
Têmpera em ar
Como a água, o ar é um meio de tempera antigo, comum e 
barato.
A aplicação do ar forçado como meio de têmpera é mais comum 
em aços de alta temperabilidade como aços-liga e aços-
ferramenta. Aços ao carbono não apresentam temperabilidade
suficiente e, conseqüentemente, os valores de dureza após a 
têmpera ao ar são inferiores aos obtidos em óleo, água ou 
salmoura.
Como qualquer outro meio de têmpera, suas taxas de 
transferência de calor dependem da vazão.
A têmpera em ar é bastante empregada no resfriamento rápido 
de metais nãoferrosos, em um tratamento denominado 
solubilização.
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Meios de Têmpera:
Têmpera na zona crítica
O aquecimento é realizado em temperaturas insuficientes para a 
austenitização total (campo γ + α) ou (campo γ + Fe3C), região do 
diagrama conhecida como zona crítica.
Características:
- dureza inferior a têmpera convencional devido a presença de ferrita
- dependendo-sedo tamanho de grão a microestrutura pode exibir 
propriedades heterogêneas.
Recentemente as indústrias automobilísticas vêm empregando uma 
classe de aços denominada DUAL FASE para fins estruturais 
(fabricação de chassis, longarinas e componentes da suspensão). 
Estes aços apresentam tamanhos de grão muito pequenos 
(endurecimento por refino de grão) e são temperados dentro da zona 
crítica, durante o último passe de laminação. A microestrutura 
composta por martensita e ferrita proporciona uma combinação 
específica entre de resistência mecânica e tenacidade.