PF III_ Conformação Mecânica (Parte 2)

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Processos de fabricação III
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO III
Profª Ariana Lobato Peixoto
E-mail:ariana.peixoto88@gmail.com
ariana.peixoto@live.estacio.br
Processos de fabricação III
Conformação Mecânica (Parte 2)
AULA:
Processos de fabricação III
Processos de fabricação III
Processos de fabricação III
• Três etapas:
1. Recuperação
2. Recristalização
3. Aumento do tamanho de grão
Processo de Recozimento
Processos de fabricação III
Etapas de Recozimento
Processos de fabricação III
Processos de fabricação III
• Há um alívio das tensões internas armazenadas 
durante a deformação devido ao movimento das 
discordâncias resultante da difusão atômica;
• Nesta etapa há uma redução do número de 
discordâncias e um rearranjo das mesmas;
• Propriedades físicas como condutividade térmica 
e elétrica voltam ao seu estado original 
(correspondente ao material não-deformado).
Recuperação
Processos de fabricação III
• Depois da recuperação, os grão ainda estão 
tensionados;
• O número de discordâncias reduz mais ainda;
• As propriedades mecânicas voltam ao seu 
estado original.
Recristalização
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Modificação das propriedades mecânicas e do tamanho
de grão pela recuperação, recristalização e crescimento
de grão
Propriedades x Temperatura de recozimento
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O contorno de grão funciona como 
um barreira para a continuação do 
movimento das discordâncias 
devido as diferentes orientações 
presentes e também devido às 
inúmeras descontinuidades 
presentes no contorno de grão.
Aumento da resistência pela diminuição do
tamanho de grão
Processos de fabricação III
• A temperatura continuando a aumentar, os grãos 
cristalinos, agora inteiramente livres de tensões, tendem 
a crescer. Este crescimento de grão é também favorecido 
pela permanência a temperaturas acima da de 
recristalização. Com isso os grãos menores são 
“absorvidos” pelos maiores.
• Desse modo, a única maneira de diminuir ou refinar o 
tamanho de grão consiste em deformar plasticamente os 
grãos existentes e iniciar a formação de novos grãos.
Crescimento de Grão
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• Formação de novos grãos
Crescimento de Grão
Processos de fabricação III
• A granulação grosseira torna o material quebradiço, 
porque a coesão entre os grãos é afetada pela 
concentração de impurezas nos seus contornos e com 
o aumento da granulação dessa concentração;
• As fissuras também se propagam mais facilmente no 
interior dos grãos graúdos.
• Por isso, entre os aços de igual composição, os grãos 
mais finos possuem melhores propriedades mecânicas.
Crescimento de grão
Processos de fabricação III
Processos de fabricação III
• É a primeira etapa do processo metalúrgico de conformação mecânica;
• A energia para deformar é menor;
• O metal adquiri maior capacidade de deformar-se sem fissuração;
• Algumas heterogeneidades das peças (ou lingotes) como porosidades, 
bolhas, etc., são praticamente eliminadas pelo trabalho a quente;
• A estrutura granular, grosseira de peças fundidas, é rompida e 
transformada em grãos menores;
• Alguns metais dificilmente são deformados a frio sem fissurar; 
exemplos: tungstênio, molibdênio e outros;
• Ocorre o recozimento: crescimento grãos.
Trabalho a Quente
Processos de fabricação III Trabalho a Frio e a Quente
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Devido a grande capacidade possível de deformação 
plástica quando comparada com o trabalho a frio ou a 
morno.
• Porquê?
• Coeficiente de resistência (K) é bem menor que na 
temperatura ambiente.
• Coeficiente de encruamento (n) do material é zero 
(teoricamente).
• Ductilidade aumenta significativamente.
Porque Escolher Trabalho a Quente?
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• Fibramento cristalográfico: reorientação dos
grãos durante a deformação
Fibramento mecânico: alinhamento de 
inclusões, cavidades e constituintes de segunda 
fase
Fibramento: textura de fibra
Processos de fabricação III
Processos de fabricação III
Fibramento mecânico:
Processos de fabricação III
• Esta “fibragem” introduz anisotropia nas 
propriedades mecânicas dos metais, que 
apresentam, comumente, maior resistência à 
fadiga e ductilidade em direção paralela às 
“fibras” do que em direções normais a estas.
Processos de fabricação III
• Revisão de Tratamento térmico
Processos de fabricação III
2.1 AQUECIMENTO
Temperatura de Aquecimento: Fator fixo, determinado 
pela natureza do processo
e dependente das propriedades e das estruturas finais 
desejadas, assim como da
composição química do material.
2.FATORES DE INFLUÊNCIA NOS 
TRATAMENTOS TÉRMICOS
Processos de fabricação III
Esquema ilustrando
a Velocidade de 
Aquecimento e
a Parada Térmica, 
necessária ao
desenvolvimento do 
Tratamento
Térmico.
Processos de fabricação III
OBSERVAÇÃO
A PARADA TÉRMICA estará relacionada com o teor de 
carbono, quando tratar-se de um aço, uma vez
que: quanto mais elevada a temperatura acima da zona 
crítica mais completa
poderá ser a dissolução das fases no ferro gama ( Fe-g); 
entretanto, maior o
tamanho de grão da austenita ( g) desvantagem maior 
do que vantagem.
Processos de fabricação III
• A granulação grosseira torna o material quebradiço, 
porque a coesão entre os grãos é afetada pela 
concentração de impurezas nos seus contornos e com 
o aumento da granulação dessa concentração;
• As fissuras também se propagam mais facilmente no 
interior dos grãos graúdos.
• Por isso, entre os aços de igual composição, os grãos 
mais finos possuem melhores propriedades mecânicas.
Crescimento de grão
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Tempo de 
Permanência à 
Temperatura de 
Aquecimento:
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• 2.2 - ATMOSFERA DO FORNO
• No tratamento térmico de peças de aço deve-se evitar dois 
fenômenos; A OXIDAÇÃO, pela formação de casca de óxido e 
A DESCARBONETAÇÃO, pela formação de uma camada mais 
mole na superfície da peça. Tais fenômenos podem ser 
evitados com o uso de uma atmosfera protetora ou 
controladora no interior da câmara do forno, a qual, ao 
prevenir a formação da casca de óxido, evita o uso de 
métodos de limpeza e, ao eliminar a descarbonetação, 
garante uma superfície uniformemente dura e resistente ao 
desgaste.
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• 2.2 - ATMOSFERA DO FORNO
• As atmosfera mais comuns são as obtidas pela combustão total ou parcial 
de carvão, óleo e gás, e estas atmosferas podem apresentar Oxigênio ( O ), 
Nitrogênio ( N ), Anidrido com CO2, Vapor d´agua, CO, H, Hidrocarbonetos.
• Entretanto, é preciso sempre um estudo cuidadoso das proporções 
corretas dos vários constituintes de uma atmosfera protetora para que, no 
tratamento normal do aço, sejam evitadas tanto A OXIDAÇÃO como A 
DESCARBONETAÇÃO e A CARBONETAÇÃO.
Processos de fabricação III
2.3 – EMPACOTAMENTO
• Consiste em proteger a peça contra o oxigênio 
do ar atmosférico que em contato com o 
carbono em presença de temperatura 
considerável, forma os gases anidrido
• carbonoso ( CO ) e o anidrido carbônico ( CO2 ).
Processos de fabricação III• 2.4 – RESFRIAMENTO
• É o fator mais importante no tratamento térmico dos metais por possibilitar 
efetivamente a obtenção da microestrutura e, consequentemente, determina as 
propriedades finais do elemento em estudo. Pela VELOCIDADE 
DERESFRIAMENTO DA AUSTENITA pode-se obter ARRANJOS
• ESTRUTURAIS que agregam a ferrita + perlita [ a+ (a+ Fe3C )]; só a 
perlita (a+ Fe3C ); cementita + perlita [Fe3C + (a+ Fe3C )]; a bainita e, 
finalmente, a martensita.
• Entretanto, não pode ser esquecido que tais possibilidades dependemde 
componentes como: a composição química do aço, as dimensões do 
elemento, a capacidade de extração de calor do meio refrigerante.
• Os meios de resfriamentos podem ser:
Processos de fabricação III
Micro estrutura de um Aço C.
Hipo Eutetóide com 0,35%C resfriado
lentamente desde a região monofásica
[Austenita: g]. O constituinte branco é a
Ferrita [a] pró-eutetóide; e o escuro é a
Perlita [Fe3C+a] resultante da
transformação eutetóide. Nital 2%. 500X.
Processos de fabricação III
Aço SAE 1050,
austenitizado acima da zona
crítica e resfriado em água a
temperatura ambiente. Ataque
Nital, 750X.
Processos de fabricação IIIOs meios de resfriamentos podem ser:
Processos de fabricação III
• 2.4 – RESFRIAMENTO
• Na escolha do meio de resfriamento é preciso 
conciliar o tipo de estrutura final desejada, a 
profundidade a alcançar, a maior seção e 
forma da peça, para evitar empenamentos, 
distorções ou mesmo trincas na mesma.
Processos de fabricação IIIEsquema ilustrativo de um ciclo total de tratamento térmico
Processos de fabricação III
• 2.6 – DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA DE 
TRATAMENTO.
• Esta temperatura é obtida com o auxílio do 
diagrama de equilíbrio da liga ou aço, sendo 
dependente das suas composições química e 
finalidades (tipos) do tratamento térmico.
Processos de fabricação III INTRODUÇÃO
Processos de fabricação III
REGIÃO 
CRÍTICA
INTRODUÇÃO
Processos de fabricação III
RECOZIMENTO
• Definição:
• Consiste no aquecimento do aço acima 
da zona crítica durante o tempo 
necessário e suficiente para se ter 
solução de carbono ou elemento de 
liga, no ferro gama (Fe-g), seguido de 
resfriamento lento. Deixando que a 
peça resfrie junto com o forno.
Processos de fabricação III
• Pode ser classificado em:
• Recozimento Total ou Pleno; Isotérmico ou 
Cíclico: Para alívio de tensões.
RECOZIMENTO
Processos de fabricação III • Objetivo:
• Remover tensões devidas aos trabalhos mecânicos à 
frio ou à quente;
• Alterar as propriedades mecânicas;
• Modificar as características elétricas e magnéticas; 
• Ajustar o tamanho de grão;
• Regularizar as texturas brutas de fusão, ....mas 
principalmente diminuir a dureza para melhorar a 
usinabilidade do aço.
RECOZIMENTO
Processos de fabricação III
2.3.2.1 - Determinação da Temperatura de Recozimento Pleno:
Temperatura de recozimento pleno para os aços: Hipo eutetoides (A3 + 50) oC;
Eutetoides ( A1 + 50 )oC; e Hiper eutetoides ( A1 + 50 )oC.
Figura – Esquema 
ilustrativo de um ciclo de 
Recozimento pleno para 
aços
carbono comum.
perlita grosseira,
Matriz de Frerrita+esferoidita
esferoidita (Cementita Globulizada).
Processos de fabricação III
Nas condições de recozimento pleno obtém-se as 
estruturas com granulações grosseiras, sensivelmente mais 
grossas do que as obtidas quando da normalização.
Entretanto, a estrutura mais desejada é a perlita grosseira, 
por ser a estrutura ideal para melhorar a usinabilidade dos 
aços de baixo e médio carbono.
Para os aços de alto carbono e do ponto de vista da 
usinabilidade esta perlita não é vantajosa, sendo 
preferível uma estrutura diferente, a esferoidita
(Cementita Globulizada).
Processos de fabricação III
Devido o tempo para a execução do recozimento pleno ser muito 
longo, em muitos casos, é preferível substituí-lo pelo Recozimento 
Isotérmico ou Cíclico.
Definição:
Este tratamento, Recozimento Isotérmico, consiste no aquecimento do 
aço nas mesmas condições do recozimento total, seguido de um 
resfriamento rápido até uma temperatura ligeiramente inferior a “A1” e aí 
mantido até que ocorra a completa transformação da austenita para, em 
seguida, ser resfriado até a
temperatura ambiente.
Recozimento Isotérmico 
Processos de fabricação III
Figura – Esquema ilustrativo
do recozimento isotérmico ou
cíclico para aços carbono
comum.
Recozimento Isotérmico 
perlita grosseira
aços de baixo e médio carbono.
esferoidita.
Processos de fabricação III
aços de baixo e 
médio carbono.