Trabalho-MTT1 (F)

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CEFET/RJ – CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA 
CELSO SUCKOW DA FONSECA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Análise dos Tratamentos Térmicos no Aço HY-80 
 
 
 
 
 
 
 
Raphaella de Kássia Avellar Félix de Souza 
Rafael Pereira Souza 
Thiago Mendes Barbosa 
 
 
 
Prof. Matheus Campolina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
Junho/2019 
1 
CEFET/RJ – CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA 
CELSO SUCKOW DA FONSECA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Análise dos Tratamentos Térmicos no Aço Hy-80 
 
 
 
 
 
Raphaella de Kássia Avellar Félix de Souza 
Rafael Pereira Souza 
Thiago Mendes Barbosa 
 
 
 
 
 
 Relatório do seminário de Graduação em Engenharia 
 Mecânica a ser entregue ao Professor Matheus 
 Campolina, como parte da nota da disciplina de 
 Materiais e Tratamentos Térmicos I. 
 
 
 
 
Prof. Matheus Campolina 
 
 
 
Rio de Janeiro 
Junho/2019 
2 
SUMÁRIO 
 
1. Introdução ............................................................................................................................ 4 
2. Composição Química do aço HY-80 .................................................................................. 6 
2.1 Influencia dos elementos de liga no aço HY-80 .............................................................. 7 
3. TRATAMENTOS TÉRMICOS .......................................................................................... 8 
3.1. Recozimento .................................................................................................................... 8 
3.2. Normalização ................................................................................................................... 9 
3.3. Têmpera .......................................................................................................................... 10 
3.4.Revenimento ................................................................................................................... 10 
3.5. Diagramas de transformação .......................................................................................... 11 
4. ANÁLISE DA MICROESTRUTURA DAS AMOSTRAS ............................................. 12 
4.1. Recozido a 900°C ........................................................................................................... 12 
4.2. Normalizado a 900ºC ..................................................................................................... 13 
4.3. Temperado a 900ºC em água .......................................................................................... 13 
4.4. Temperado e revenido a 200ºC ..................................................................................... 14 
4.5. Temperado e revenido a 400ºC ..................................................................................... 15 
4.6. Temperado e revenido a 600ºC ..................................................................................... 15 
5. ANÁLISES DA DUREZA .................................................................................................. 16 
6. CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 19 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 20 
 
 
 
 
 
3 
Lista de Figuras 
 
 
Figura 1: Diagrama Ferro-Carbono ........................................................................................ 5 
Figura 2: A direita detalhe da microscopia ótica e a esquerda microscopia obtida por SEM, 
ambas de uma aço HY-80 obtida comercialmente. ................................................................ 5 
Figura 3: Curva TTT do Aço HY-80 ...................................................................................... 11 
Figura 4: Curva de Resfriamento Contínuo do aço HY-80 ................................................... 11 
Figura 5: Microestrutura resultante do recozimento a 900ºC. À direita com aumento de 500x 
e a esquerda, aumento de 1000x ......................................................................................... 12 
Figura 6: Microestrutura resultante da normalização a 900ºC. À direita com aumento de 500x 
e a esquerda, aumento de 1000x ......................................................................................... 13 
Figura 7: Microestrutura resultante da têmpera a 900ºC. À direita com aumento de 500x e a 
esquerda, aumento de 1000x ............................................................................................... 13 
Figura 8: Microestrutura Martensítica resultante de têmpera a 721ºC do aço HY-80 ........... 14 
Figura 9: Microestrutura resultante da têmpera a 900ºC e revenimento a 200ºC. À direita 
com aumento de 500x e a esquerda, aumento de 1000x ..................................................... 14 
Figura 10: Microestrutura resultante da têmpera a 900ºC e revenimento a 400ºC. À direita 
com aumento de 500x e a esquerda, aumento de 1000x ..................................................... 15 
Figura 11: Microestrutura resultante da têmpera a 900ºC e revenimento a 600ºC com 
aumento de 1000x no microscópio ótico .............................................................................. 15 
Figura 12: Curva de revenimento do material ensaiado ....................................................... 17 
Figura 13: Curva de revenimento de aços de diferentes teores de carbono ......................... 18 
 
 
Lista de Tabelas 
 
Tabela 1: Composição química do aço ensaiado. .................................................................. 6 
Tabela 2: Composição química do aço HY-80 segundo a norma MIL-S-16216K ................... 7 
Tabela 3: Resultado no ensaio de dureza Vickers (HV) a diferentes tratamentos térmicos .. 16 
 
 
 
Lista de Equações 
 
Equação 1: Fórmula do Carbono equivalente para um aço Ferro-Carbono. ........................... 6 
 
 
 
 
4 
1. INTRODUÇÃO 
 
Após a segunda guerra Mundial, foi realizado um grande esforço para desenvolver um 
aço que servisse as necessidades da Marinha Americana e que ao mesmo tempo performa-se o 
melhor desempenho. Para suprir tais necessidades foi executado o desenvolvido de um novo 
aço, posteriormente denominado de aço HY-80 a fim de melhorar as propriedades dos aços de 
alta resistência, denominados de HTS, empregados anteriormente pela Marinha. 
Em seguida, após mais de uma década de desenvolvimento e testes, o aço HY-80 foi 
aprovado para substituir o HTS. Apresentando, além de resistência ao escoamento equivalente 
a 552 MPa, o dobro da resistência do HTS que possui resistência aproximada de 276 MPa. 
Além disso, o aço HY-80 apresenta outras melhorias em relação ao HTS, como maior 
tenacidade e mesma densidade, possibilitando a construção de estruturas mais leves com 
mesma resistência [1][2]. 
Os aços HY são uma classe de aços denominados de “High Yield Steels” ou aços de 
elevado limite de escoamento. Os aços HY são pertencentes à família dos aços de alta 
resistência obtidos na forma temperados e revenidos e, atualmente, são empregados em 
aplicações militares, como estrutura de navios e submarinos, e vasos de pressão [3]. Tais aços 
apresentam teor de carbono entre 0,12%C e 0,20% C, com aproximadamente 8% de 
elementos de liga. 
Os principais aços da família HY são os aços HY-80, HY-100 e HY-130. Esses aços 
são classificados de acordo com seu limite de escoamento mínimo admissível em ksi ou libras 
por polegadaquadradas com deslocamento de 0,2%. O aço HY-80 apresenta tal classificação 
por apresentar resistência de 80 até 100 ksi (552 até 690 Mpa), enquanto o HY-100 pode 
variar de 100 até 120 ksi (690 até 827 Mpa) e o HY-130 uma resistência mínima de 130 ksi 
(900 Mpa) [4][5]. 
O aço HY-80 é o principal aço da família HY, possuindo grau comercial A543, 
classificado como aço de baixo carbono. Apresentando uma concentração de carbono que 
pode varia por norma de 0,10 até 0,18%, sendo esse, um aço hipo-eutetoide, conforme se 
pode observar na Figura 1, com a faixa de carbono expressa no diagrama ferro carbono com 
as respectivas temperaturas de transformação de fase. 
 
5 
 
Figura 1: Diagrama Ferro-Carbono 
Fonte: Haidemenopoulos (1985) 
 
O aço HY-80 é convencionalmente fabricado, primeiramente, utilizando o processo de 
tempera com o aquecimento da liga para uma temperatura em torno de 900ºC, transformando 
a para a fase austenitica, seguido de um resfriamento rápido em agua a temperatura ambiente. 
Resultando após a tempera em uma microestrutura martensítica com alta dureza, porém, 
frágil. 
Em seguida, a fim de garantir suas especificações, o aço HY-80 é revenido a uma 
temperatura na faixa de 621 a 677ºC e posteriormente por um resfriamento em água, para 
evitar a temperatura de fragilização do HY-80 de 375 a 575°C, até a temperatura ambiente 
[6]. 
 
Figura 2: A direita detalhe da microscopia ótica e a esquerda microscopia obtida por SEM, 
ambas de uma aço HY-80 obtida comercialmente. 
Fonte: Deb (1984) 
6 
Na Figura 2, pode-se observar os detalhes da microestrutura de um aço obtido 
comercialmente por Deb e Challenger em 1984, em que por microscopia ótica, a direita, pode 
se observar uma estrutura com fase martensítica revenida, porém analisando em um 
microscópio eletrônico vê-se na liga a presença de fase martenítica e Bainítica [3][4][5]. 
 
 
2. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DO AÇO HY-80 
 
Conhecer a composição química do material a ser estudado é importante para obter 
algumas propriedades do material. Nesse sentido, conforme a composição química do aço 
HY-80, dada na Tabela 1, é possível observar um baixo teor de carbono, porcentagens baixas 
de fósforo e enxofre e alta porcentagem de níquel e cromo. 
 
Tabela 1: Composição química do aço ensaiado. 
 
 A partir da composição química do aço analisado é possível realizar o cálculo do 
carbono equivalente, expresso na Equação 1, do aço a fim de quantificar um valor que possa 
exprimir a temperabilidade do aço, ou seja, a capacidade de formar microestrutura martensita 
durante a têmpera. 
 
Equação 1: Fórmula do Carbono equivalente para um aço Ferro-Carbono. 
𝐶. 𝐸.= 𝐶 +
𝑀𝑛
6
+
(𝐶𝑟 + 𝑀𝑜 + 𝑉)
5
+
(𝑁𝑖 + 𝐶𝑢)
15
 
 
 
Conforme apontado anteriormente, o aço HY-80 possui 0,149% de carbono em seu 
peso total, sendo considerado, portanto, um aço de baixo teor de carbono. Entretanto, em 
função dos elementos de liga do aço, o carbono equivalente do material aumenta, 
apresentando valor de 0,75%, deslocando assim a curva de transformação para a direita, 
devido uma maior dificuldade para difusão do carbono. 
 
C Mn P S Si Ni Cr Mo V Ti Cu 
0,15 0,25 < 0,025 < 0,025 0,25 2,63 1,4 0,4 0,03 0,02 0,25 
7 
2.1. Influencia dos elementos de liga no aço HY-80 
Cada componente que forma o aço HY-80 possui uma influência em suas 
características estruturais e químicas. O carbono é um dos fatores principais de influencia na 
dureza, quanto maior o seu teor de carbono mais resistência mecânica o aço irá apresentar. 
Além disso, a porcentagem desse elemento na estrutura aumenta a temperabilidade do aço, 
habilidade esta da estrutura produzir martensita pura. Outro elemento importante, o Cromo 
tem influência considerável no aumento da resistência à corrosão e oxidação e do 
endurecimento, contribuindo também para o aumento da resistência do material a altas 
temperaturas e para a resistência à abrasão. 
Outro elemento muito importante para o aumento da resistência é o níquel, pela ação 
da solução sólida, que acarreta no aumento da temperabilidade e na redução da temperatura de 
transição dúctil-frágil. Além de ter um efeito moderado no aumento das tensões de ruptura e 
escoamento do material. O molibdênio é um componente que aumenta a temperabilidade, 
reduz as temperaturas de têmpera e ajuda a aumentar a dureza e a resistência ao desgaste. 
Enquanto o Manganês também aumenta a temperabilidade e, além disso, reduz a temperatura 
de austenitização. Sendo muitas vezes utilizado para substituir o Níquel para redução de 
custos. 
O aço HY-80 apresenta também o silício, que contribui para a resistência à oxidação e 
se dissolve na ferrita, atuando como elemento endurecedor, o fósforo que em quantidades 
consideráveis pode influenciar na fragilização do aço, principalmente em aços de alta dureza 
e, por último, o enxofre que pode prejudicar a resistência à tração, a ductilidade e a 
tenacidade. Principalmente quando o teor de carbono é muito baixo. 
Analisando a composição química do material com os valores apresentados na Tabela 
2 com a faixa possível dos elementos que podem estar dissolvidos no aço, segundo 
especificações da norma MIL-S-16216K de 1987, vê-se uma concentração maior de fósforo 
que pode elevar a dureza do material. 
 
C Mn P S Si Ni Cr Mo V Ti Cu 
0,12 a 
0,18 
0,10 a 
0,40 
< 0,015 < 0,008 
0,15 a 
0,38 
2,00 a 
3,25 
1,00 a 
1,80 
0,20 a 
0,60 
< 0,03 < 0,02 < 0,25 
 
 
Tabela 2: Composição química do aço HY-80 segundo a norma MIL-S-16216K 
 
8 
3. TRATAMENTOS TÉRMICOS 
 
O Tratamento térmico é o conjunto de operações de aquecimento e resfriamento sob 
condições controladas de temperatura, tempo atmosfera e velocidade de esfriamento, 
alterando a estrutura dos aços e ligas e consequentemente suas propriedades [7][8]. 
Uma série de aços ou ligas para construção mecânica são submetidos a diversos 
tratamentos térmicos, visando à otimização ou adequação de suas propriedades, enquanto 
outros, como o HY-80, são submetidos a tratamentos específicos a fim de se adequar a uma 
classe ou especificação. Segundo Chiaverini, algumas das principais otimizações dos 
tratamentos térmicos que serão abordadas neste trabalho são: 
• Remoção de tensões; 
• Aumento ou diminuição da dureza; 
• Aumento da resistência mecânica; 
• Melhora da ductilidade. 
 
3.1. Recozimento 
O processo de recozimento é o tratamento térmico que consiste no aquecimento do 
aço até uma temperatura de aproximadamente 50ºC acima da temperatura de austenização 
para os aços hipoeutetóides, seguido de um resfriamento lento. Este tipo de tratamento é 
realizado com o fim de alcançar objetivos como: 
 
• Remover as tensões advindas de tratamentos mecânicos a frio ou a quente; 
• Diminuir a dureza para melhorar a usinabilidade do aço; 
• Alteração das propriedades mecânicas como dureza, ductilidade; 
• Ajuste de tamanho de grãos; 
• Produzir uma microestrutura definida. 
 
O recozimento elimina as estruturas resultantes de tratamento térmico ou mecânicos 
posteriormente sofridos pelo material, visto que ao passar pela zona crítica, ocorrem a 
nucleação e crescimento de novos grão de austenita, qualquer que seja a microestrutura 
apresentada pelo material antes do aquecimento. Posteriormente, esta austenita se decompõe 
em condições de resfriamento lento. 
9 
Alguns fatores são importantes para a execução de um recozimento adequado, como: 
• Aquecimento: uniforme e que a temperatura de patamar do tratamento térmico seja 
homogênea, ao contrário pode levar à distorção da peça e até à fratura; 
• Temperatura de Recozimento: Para aços hipoeutetóides(<0,76% de C) a temperatura 
mais adequada para o recozimento é entre 20 a 50 C acima do limite superior da zona 
crítica; 
• Tempo de permanência a temperatura (patamar): o tempo de manutenção a 
temperatura de patamar deve ser suficiente para a ocorrência da formação e 
uniformização da austenita; 
• Atmosfera do forno: Cuidados especiais com a superficie do forno e entrada de ar 
devem ser tomados para evitar a descarbonetacao supercial e minimizar a formação de 
carepa; 
• Esfriamento lento: Realização do resfriamento, pelo menos até uma faixa de 
temperaturas em que se tem certeza de que as transformaçōes de decomposição da 
austenita estão completas. 
 
3.2. Normalização 
A normalização é o tratamento térmico indicado para obter uma estrutura homogênea 
e refinada a fim de melhorar a tenacidade e a resistência de aços que após o processo de 
conformação, que resulta em estruturas pouco homogêneas e com tamanho de grãos 
grosseiros. Além disso, tal processo é indicado antes do tratamento por têmpera ou 
revenimento. 
O processo de normalização de um aço consiste no aquecimento a uma temperatura 
crítica, acima da temperatura de recozimento, seguido de resfriamento ao ar tranquilo. 
 
3.3. Têmpera 
Consiste no aquecimento do aço até a sua temperatura de austenitização, seguido de 
resfriamento rápido em um meio que resulte a velocidade adequada para a obtenção de 
martensita. A profundidade de endurecimento e a distribuição de dureza ao longo da seção em 
uma peça, após a têmpera, dependem do tamanho e forma da pela, da temperatura de 
austenitização, do meio da têmpera e da ‘temperabilidade. A temperabilidade é capacidade de 
determinado aço formar martensita. 
10 
Os meios mais comuns de resfriamento são líquidos ou gasosos. No caso dos meios 
líquidos, os mais comumente usados são: 
• Água 
• Água com sal ou aditivos cáusticos 
• Óleo 
• Soluções aquosas ou polímeros. 
 
Os objetivos finais no ponto de vista de propriedades mecânicas são o aumento da 
dureza do aço e da sua resistência à tração. A têmpera também resulta na redução da 
ductilidade, da tenacidade e o aparecimento de aparecimento de tensões internas, que podem 
ocasionar deformações, empenamento e fissuração se não forem bem controladas. 
 
3.4.Revenimento 
As microestruturas martensíticas, diretamente obtidas da têmpera têm, um nível de 
tensões residuais excessivo. A ductilidade e a tenacidade são muito baixas para permitir seu 
emprego na maior parte das aplicações, dessa forma se faz necessário a aplicação de um 
tratamento térmico subsequente denominado revenimento (ou revenido) que elimina a maioria 
dos inconvenientes produzidos durante a têmpera como o alívio das tensões internas, a 
excessiva dureza e fragilidade do material, aumentando sua ductilidade e resistência ao 
choque. 
 No revenimento as peças são reaquecidas abaixo da linha inferior de transformação do 
aço, e quanto maior a temperatura do revenimento mais macia vai se tornar a martensita, uma 
vez que a difusão é facilitada. Uma das características desse processo é o tempo de cada ciclo 
pois se não controlado promove o endurecimento secundário do material, podendo ocorrer 
problemas como a precipitação de carbonetos, causando fragilização na microestrutura. 
 
3.5. Diagramas de transformação 
Para o maior domínio sobre o processo de tratamento térmico é necessário o 
conhecimento sobre a curva TTT para o material. A curva TTT (tempo - transformação - 
temperatura) ajuda na previsão das transformações de fase do material que ocorrem em 
temperaturas isotérmicas, na Figura 3 é possível identificar a curva TTT para o aço HY-80. 
Por outro lado, em processos não isotérmicos é necessário a utilização da Curva de 
Resfriamento Contínuo (CCC) que retrata as transformações de fase que ocorrem a diferentes 
11 
taxas de resfriamento, conforme se pode observar na Figura 4, que demonstra a Curva de 
Resfriamento Contínuo do aço HY-80. 
 
Figura 3: Curva TTT do Aço HY-80 
Fonte: Haidemenopoulos (1985) 
 
Conforme a interpretação do diagrama TTT é possível vislumbrar que a temperatura 
de austenitização do aço HY-80 é superior à temperatura de 700°C. Segundo 
Haidemenopoulos, a temperatura de austenitização é de 727°C [6]. 
 
 
Figura 4: Curva de Resfriamento Contínuo do aço HY-80 
Fonte: Haidemenopoulos (1985) 
 
12 
 
4. ANÁLISE DA MICROESTRUTURA DAS AMOSTRAS 
 
4.1. Recozido a 900°C 
 
 
 
Figura 5: Microestrutura resultante do recozimento a 900ºC. À direita com aumento de 500x e a 
esquerda, aumento de 1000x 
 
Tratando-se de um aço hipoeutetóide, analisando a Figura 5, pode-se observar a 
presença de uma microestrutura composta por ferrita pró-eutetóide e perlita grosseira. A 
perlita é caracterizada na imagem pelos pontos preto e a ferrita representa a predominância 
mais clara da imagem. 
Além disso, vê-se que a relação do tamanho dos grãos são maiores no recozimento do 
que nas demais amostras. É de se esperar que após o recozimento os grãos apresentem tal 
tamanho, já que por ser um aço hipoeutetóide e a temperatura de aquecimento estar acima de 
900°C, houve recristalização, sendo este recozimento classificado como recozimento pleno. 
 
4.2. Normalizado a 900ºC 
A Figura 6 apresenta a microestrutura do aço após sofrer o tratamento térmico de 
normalização. É possível observar que a estrutura após o procedimento de normalização exibe 
uma estrutura homogênea e com os grãos refinados. A composição da microestrutura do aço 
HY-80 é de perlita fina, caracterizada pelos grãos escurecidos, e ferrita pró-eutetóide, 
evidenciada em uma cor mais clara. 
 
13 
 
 
Figura 6: Microestrutura resultante da normalização a 900ºC. À direita com aumento de 500x e 
a esquerda, aumento de 1000x 
 
4.3. Temperado a 900ºC em água 
A martensita pura é o resultado do tratamento térmico de têmpera. A martensita é 
caracterizada pela forma de agulhas, conforme a Figura 7 e a Figura 8. Essa microestrutura 
apresenta alta dureza, visto que a transformação martensítica ocorre quando a austenita é 
rapidamente resfriada, dessa forma, a drástica e rápida queda de temperatura viabiliza o 
aprisionamento os átomos de carbono dentro da estrutura cristalina de ferro, antes que eles 
possam se dissipar, realizando assim uma ligeira distorção da forma destas estruturas. A alta 
dureza da martensita é proveniente dessa distorção, além disso, cabe ressaltar que a 
transformação martensítica não ocorre por difusão. 
 
 
 
Figura 7: Microestrutura resultante da têmpera a 900ºC. À direita com aumento de 500x e a 
esquerda, aumento de 1000x 
 
14 
 
Figura 8: Microestrutura Martensítica resultante de têmpera a 721ºC do aço HY-80 
Fonte: Funny (2006) 
 
4.4. Temperado e revenido a 200ºC 
Também conhecido como o segundo estágio do revenimento, na Figura 8, é possível 
observar a microestrutura de uma amostra em que foi feita a têmpera, seguida de um 
revenimento a 200ºC. Ao analisar a microestrutura é possível ver o surgimento da cementita 
caracterizado pelo pequenos pontos pretos, porém a microestrutura ainda é 
predominantemente composta de martensita, marcada pela presença de agulhas. 
 
 
 
Figura 9: Microestrutura resultante da têmpera a 900ºC e revenimento a 200ºC. À direita com 
aumento de 500x e a esquerda, aumento de 1000x 
 
15 
4.5. Temperado e revenido a 400ºC 
Seguindo as análises, foi realizado um revenimento a 400°C após a têmpera. Com a 
elevação da temperatura de revenimento, como pode-se observar na Figura 9, ocorre o 
aparecimento da ferrita fina acicular e cementita apresenta nesta etapa uma forma esferoidal,além disso, é possível observar a diminuição das agulhas martensíticas. 
 
 
 
 
Figura 10: Microestrutura resultante da têmpera a 900ºC e revenimento a 400ºC. À direita com 
aumento de 500x e a esquerda, aumento de 1000x 
 
4.6. Temperado e revenido a 600ºC 
O último revenimento feito foi realizado a 600°C. Nesta faixa de temperatura ocorre a 
recristalização e o crescimento de grão. Na Figura 11, a cementita apresenta nitidamente a 
forma esferoidal e a ferrita aqui-axial, característica da estrutura chamada martensita revenida. 
É possível observar com clareza os contornos de grão, porém, a forma de agulha característica 
da martensita não pode ser mais observada. 
 
Figura 11: Microestrutura resultante da têmpera a 900ºC e revenimento a 600ºC com aumento 
de 1000x no microscópio ótico 
16 
 
5. ANÁLISES DA DUREZA 
 
Segundo Chiaverini, pode-se considerar o conceito de dureza como a resistência à 
deformação permanente, sendo o critério de resistência à penetração o critério de maior 
interesse para a engenharia. Tal determinação se constitui de um método rápido e não-
destrutivo que permite avaliar as condições da liga, como tratamento térmico e influencia de 
elementos de liga, embora possa correlacionar-se com algumas propriedades mecânicas. 
O ensaio de dureza Rockwell, é o processo mais utilizado universalmente devido a 
uma série de vantagens como a capacidade de distinguir pequenas diferenças de dureza em 
aços temperados e facilidade de execução. Sendo baseado na aplicação de uma carga 
preestabelecida e um penetrador de forma e dimensão conhecida, podendo variar em três 
faixas de dureza, denominadas como Rockwell A, B e C. Onde a escala Rockwell C é uma 
escala destinada a materiais mais duros, como aços temperados, considerado ideal para aços 
como o HY-80. 
Por outro lado, o ensaio de dureza Vickers é outro método aceito para mensurar a 
dureza de um material, fornecendo uma escala continua de dureza para uma determinada 
carga, podendo determinar a dureza desde materiais moles, correspondente a 5 HV até 
1500HV para materiais extremamente duros. 
Analisando os resultados obtidos pelo ensaio Vickers utilizando diferentes condições 
de tratamento térmico para o Aço HY-80, pode-se observar, conforme o esperado, uma menor 
dureza no aço recozido devido à presença de perlita grosseira e ferrita pró-eutetóide, 
resultante da difusão lenta dos elementos de liga, obtendo uma liga relativamente mais macia 
e dúctil, com cristais não deformados. 
 
 
Dureza Mínima (HV) Dureza Máxima (HV) Dureza Média (HV) 
Recozido 172 190 181 
Normalizado 286 310 298 
Temperado 354 363 359 
Revenido 238 354 296 
 
Tabela 3: Resultado encontrado no ensaio de dureza Vickers (HV) a diferentes tratamentos 
térmicos 
 
17 
No processo de normalização, foi observada uma dureza maior que o de recozimento 
devido a diminuição do tamanho dos grãos, com uma distribuição mais uniforme da perlita 
fina e ferrita pró-eutetóide com grão menores e consequentemente com maior dureza devido 
ao resfriamento mais rápido no ar. 
Foi constatada a maior dureza no processo de temperamento em água, devido à 
formação de uma estrutura metaestável martensítica resultante do resfriamento rápido da 
amostra austenizada, apresentando condições de grande tensionamento interno que aumentam 
a dureza da liga [9]. 
Comparando o valor médio de 359HV resultante do processo de tempera com o valor 
de 367,8HV obtido em outro ensaio em uma amostra que foi realizado o mesmo processo e 
obteve uma amostra de aproximadamente 100% Martensitica realizado por Holthaus em 
2006. Pode-se considerar que o processo condiz com o resultado obtido. 
Após a têmpera, pode ser realizado o processo de revenimento a diferentes 
temperaturas com o objetivo de regular as propriedades mecânicas do material e aliviar ou 
remover as tensões adquiridas durante o temperamento, diminuindo a dureza quanto maior o 
tempo e temperatura do revenimento. Conforme se pode ver na Figura 12 a diminuição da 
dureza de uma liga com os diferentes efeitos aplicados a temperatura [8]. 
 
Figura 12: Curva de revenimento do material ensaiado 
 
0
50
100
150
200
250
300
350
400
200 250 300 350 400 450 500 550 600 650
Dureza Minima (HV) Dureza Média (HV)
Dureza Máxima (HV)
18 
 
Figura 13: Curva de revenimento de aços de diferentes teores de carbono 
Fonte: Silva A. L. C. (1953) 
 
Além disso, analisando a Figura 12 vê-se uma redução progressiva das amostras 
revenidas a diferentes temperaturas conforme previsto na literatura, mostrado na Figura 13, 
produzindo uma microestrutura de martensita e bainita devido à formação da ferrita e 
cementita [8]. Comparando com o aço HY-80 revenido a 650˚C da norma NSWC TR 88-252 
que possui dureza de 243HV infere-se que a amostra obtida é condizente com a mesma. 
 
 
6. CONCLUSÃO 
 
Tal trabalho teve como objetivo a verificação das propriedades mecânicas e da 
constituição do aço HY-80 ensaiados em laboratório com resultados previstos na literatura, 
por meio de normas e outros ensaios do mesmo aço. 
Após analise da composição química do aço, junto com sua microestrutura a 
diferentes tratamento térmicos, acrescentando-se um amplo estudo de referencias 
bibliográficas do mesmo, a fim de comparação e embasamento teórico, pode-se perceber que 
o aço HY-80 estudado encontra-se condizente com a literatura. Apresentando composição 
química enquadrada na norma M-SL-16 e microestruturas adequadas para as diferentes 
condições, apresentando perlita e ferrita no recozimento pleno, refino do grão na 
normalização, martensita na tempera e martensita revenida no revenimento. Embora careça de 
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informações com ampliações superiores a 1000 vezes que só podem ser obtidos por meio de 
um microscópio eletrônico, sendo este essencial para a visualização da fase bainitica presente 
no aço. 
Por outro lado, ao analisar as diferentes durezas do material obteve-se resultados 
próximos de outros ensaios encontrados na literatura, respeitando as faixas de dureza típicas 
para cada tratamento, assim como uma curva de revenimento semelhante a curva encontrada 
na literatura para o aço HY-80. 
Assim, pode-se concluir que o aço analisado apresenta, aparentemente, com os dados 
obtidos as características que se assemelham ao do aço HY-80. Embora seja necessário a 
realização do ensaio de tração, principalmente do aço temperado e revenido a 650°C para 
averiguar a tensão de escoamento superior a 552 MPa e garantir que o aço se enquadre. 
Além disso, devido a ausência de um teste de impacto torna-se impossível averiguar se 
os processo de revenimento foi realizado corretamente, podendo ter ocorrido a fragilização 
por revenido do aço. 
 
 
 
 
 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
[1] Funny, S. D., Evaluation of properties and microstructure as a function of tempering time 
at intercritical temperatures in HY-80 steel castings, 2006. 
[2] Holthaus, J. E., Property and microstructure evaluation as a function of processing 
parameters: Large HY-80 steel casting for a US Navy submarine 
[3] P. Deb, K. D, Challenger, “TEM characterization of HY-80 Steel Microstructures after 
small plastic strains”, 1984. 
[4] Junior, A. S., Avaliação das propriedades mecãnicas de juntas soldadas de aço HY-80, 
2013 
[5] Military Spacification – MIL-S-16216K, 1987, “Steel Plate, Alloy, Structural, High Yeld 
Strength (HY- 80 and HY-100)”, Department of Defence, United States of America. 
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[6] Haidemenopoulos G. N., Heat flow and material degradation during laser metal forming, 
1985. 
[7] Chiaverini, V., Aços e Ferros Fundidos, ABM, 6ª edição,São Paulo, 1988. 
[8] Silva A. L. C., Aços e Ligas Especiais, 2ª edição, São Paulo, 1953. 
[9] Callister Jr., W.D., Ciência e Engenharia dos Materiais, uma Introdução, 7ª Edição, Ed. 
Guanabara, 2008.