Ciências dos Materiais

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FERROS FUNDIDOS 
 
Ferros fundidos são ligas Fe-C com um percentual 
de carbono superior a 2% 
 
Sem tratamento térmico, podemos ter um FoFo 
com 500 Brinell de dureza e outro com 200 Brinell 
e os dois com mais de 2% de carbono. Existem 
vários tipos de FoFo que dão características e 
aplicações de projetos completamente diferentes. 
Estrutura dendrítica: é questão da solidificação, 
característica de qualquer fundido. É uma 
característica do processo de fundição e não do 
material. Normalmente quando pensamos em 
fabricar alguma coisa em FoFo o aspecto principal 
é o custo. São materiais baratos. 
 
 
TIPOS DE FERROS FUNDIDOS 
Branco (aplicação industrial mínima) 
Todo carbono que tiver na liga está combinado ao 
ferro. É o que mais tem acentuado a característica 
de fragilidade dos FoFo’s, o que limita a utilização 
do material. 
 
Cinzento 
Do carbono total que tiver na composição, ele 
tem uma parte combinada e uma parte livre, que 
não se combina ao ferro e que vai aparecer na 
forma de veios de grafita. 
 
Nodular 
Também possui parte do carbono combinada e 
parte livre. Só que, ao invés de o carbono livre 
aparecer na forma de veios de grafita, ele aparece 
na forma de nódulos, glóbulos, ou esferas de gra-
fita. 
Maleabilizado 
É um FoFo aonde se tem carbono livre formado 
por tratamento térmico. Aplica-se um tratamento 
térmico especial (maleabilização) e ele vai forçar a 
formação de grafita (carbono livre). Vai haver a 
quebra da ligação Fe-C e vai haver a formação de 
carbono livre. 
 
Mesclado 
É um tipo de FoFo de forma que exista na mesma 
peça, no mesmo material, uma parte com caracte-
rística e comportamento de FoFo branco e outra 
com característica e comportamento de FoFo 
cinzento. Normalmente é feito em peças grandes 
de seção circular (onde é possível garantir um 
gradiente de resfriamento entre núcleo e superfí-
cie). Assim, temos externamente FoFo branco e no 
núcleo FoFo cinzento. 
 
Observação: Assim como no aço, no FoFo, quanto mais carbono tiver, mais duro será, desde que esse carbono 
esteja combinado ao ferro (ferro + carbono = cementita). O carbono puro está presente na forma de grafita, 
que não se mistura ao ferro. 
 
Fatores que influenciam na estrutura do FoFo: 
▪ composição química: carbono e silício são os elementos que mais influenciam na estrutura; carbono deter-
mina a quantidade de grafita que pode se formar e o silício é elemento grafitizante, favorecendo a decom-
posição do carboneto de ferro; o manganês tem efeito oposto ao do silício, isto é, estabiliza a cementita. 
▪ velocidade de resfriamento: para peças com seção fina não há muito tempo para a decomposição da ce-
mentita (resfriamento rápido), de modo que dependendo do teor de carbono e silício, pouca ou nenhuma 
grafitização ocorre, havendo tendência para formação de FoFo branco. Para um resfriamento lento com teor 
de silício elevado a cementita da perlita pode também decompor-se parcialmente, originando assim a estru-
tura constituída de veios de grafita, perlita e ferrita (baixa dureza e excelente usinabilidade, além de razoável 
resistência mecânica). 
Além de influenciar na grafitização, a velocidade de resfriamento também influencia na forma, distribuição e 
tamanho dos veios de grafita. Velocidades altas produzem veios mais finos, com uma distribuição dendrítica, 
 
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comumente indesejável. Velocidades médias resultam em distribuição e tamanhos normais; e velocidades 
muito lentas, em uma distribuição de veios grosseiros de grafita. 
 
Componentes estruturais dos ferros fundidos: 
O mais importante é a grafita, por ser o elemento que determina fundamentalmente as características mecâ-
nicas dos FoFo’s. Os FoFo’s apresentam propriedades distintas dos aços pelo fato de os veios de grafita 
constituírem uma solução de continuidade na estrutura ou matriz básica do material (interrompem a unifor-
midade ou continuidade da matriz). 
A ledeburita, que ocorre nos FoFo’s brancos, é um constituinte formado de pequenos glóbulos de perlita 
sobre um fundo de cementita, apresentando elevada dureza. 
A steadita é um constituinte de natureza eutética, compreendendo partículas de fosfeto de ferro e carboneto 
de ferro, com baixo ponto de fusão. Ocorre em áreas interdendríticas formando uma segregação, pois são as 
áreas que solidificam por último. Esta ocorre quando a quantidade de fósforo presente é superior a 0,15%. 
 
 
FERROS FUNDIDOS BRANCOS 
Todo o carbono se apresenta na forma de carbono combinado (carboneto de ferro), mostrando uma superfí-
cie de fratura clara. 
Propriedades fundamentais: elevada dureza e resistência ao desgaste. Entretanto, sua usinabilidade é preju-
dicada. 
 
Para fabricação, lança-se mão do chamado sistema de “coquilha”, que consiste em derramar-se o metal lí-
quido em moldes metálicos, onde o metal resfria em determinadas condições, ou com tal velocidade que 
praticamente toda a grafitização é eliminada e o carbono fica retido, desta forma, na forma combinada. A 
profundidade da camada coquilhada (seção das peças que entra em contato com a parede metálica do mol-
de) pode ser controlada, ajustando-se o teor de silício do FoFo. 
As condições da coquilha permitem desde quase nenhuma decomposição da cementita, até uma apreciável 
formação de grafita. Quando se deseja reduzir a zona de ferro mesclado (redução abrupta da zona coquilha-
da para a zona cinzenta) utiliza-se a técnica de adicionar grafita na panela de fundição antes do vazamento 
do metal. 
 
Outros elementos normalmente presentes nos FoFo’s brancos ou coquilhados: 
▪ manganês e enxofre: são elementos estabilizadores do carboneto; o manganês elimina os efeitos nocivos 
do enxofre. Além disso, o manganês atua no sentido de aumentar a profundidade de coquilhamento, cerca 
de 4x mais rápido do que o cromo. 
▪ fósforo: diminuição da profundidade de coquilhamento, de modo que é mantido em baixo teor nos FoFo’s 
brancos. 
 
FoFo Eutético (%C = 4,3) 
Mudança de estado físico a uma única temperatura, a liga se com-
portando como metal duro. Conforme esfria o material solidificado a 
austenita tem o seu teor de carbono deslocado em relação ao 0,8% 
de carbono. Abaixo da temperatura eutetóide A1 forma-se perlita. 
Temos, então, glóbulos de perlita em uma matriz de cementita 
(chamada de ledeburita), abaixo de 727ºC. 
O FoFo branco eutético é 100% ledeburítico. Tem estrutura 100% de 
ledeburita à temperatura ambiente. 
 
FoFo Hipoeutético (%C < 4,3) 
Microestruturas: perlita e ledeburita, havendo regiões de perlita pura. 
É menos duro que o FoFo Eutético, pois a ledeburita é mais dura que a perlita, pois consiste em perlita (regi-
ões mais macias) em uma matriz de cementita, sendo esta última extremamente dura. 
 
FoFo Hipereutético (%C > 4,3) 
Microestruturas: ledeburita + cementita, com regiões isoladas de cementita que por si só é mais dura do que 
a ledeburita, portanto este conjunto de microestrutura origina numa dureza maior do que a do eutético. 
 
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Tratamento térmico: 
O único tratamento que pode ser recomendado é o recozimento para alívio de tensões (pois o recozimento 
consiste em um tratamento onde não há alteração microestrutural). O aquecimento é levado até abaixo da 
zona crítica, e a única finalidade é a de aliviar tensões internas, as quais são resultantes do processo de fun-
dição (contração durante a mudança de estado físico (líquido  sólido) e, depois, contração no estado sólido 
até a temperatura ambiente). Dependendo da geometria essa contração pode ser diferenciada em diversos 
pontos da peça, o que pode ser uma fonte extensa de tensões internas. 
 
Tratamento termoquímico: não aplicável, pois o material já é bastante duro, portanto não é necessário, por 
exemplo, uma cementação, nitretação, boretação, etc. 
 
Adição de elementos de liga: teoricamente interessante, pois temos elementos de liga que diminuem o pro-
blema de fragilização, entretanto devido ao custo elevado não é aplicável. 
 
Aplicação: (para ser utilizado na forma como fundido, sem nenhum tratamento ou conformação)- para equipamentos de manuseio de terra, mineração e moagem 
- rodas de vagões 
- cilindros coquilhados 
- revestimentos de moinhos 
- bolas de moinho (problema é a abrasão, portanto altíssima resistência à abrasão superficial e não tem pro-
blema de choque, pois a velocidade é muito lenta) 
- cilindros de laminação de borracha (não de material metálico) 
 
 
FERROS FUNDIDOS CINZENTOS 
FoFo cinzento é aquele no qual do carbono total presente na composição 
química uma parcela pequena normalmente está combinada com o ferro. Uma 
parcela maior normalmente está livre na forma de veios de grafita. 
 
O teor de carbono da parte combinada é de aproximadamente menor ou igual 
a 0,8% C, e o que sobra em relação ao carbono total que a liga possui fica sob 
a forma de veios de grafita. 
 
Para formação de FoFo cinzento é necessário levar em conta dois aspectos: 
1) a adição de um elemento grafitizante, o qual vai funcionar formando carbono livre. Este elemento vai 
funcionar retardando a reação Fe3C (formação de cementita). Como se trata de FoFo, cujo principal 
objetivo é a redução de custo, normalmente esse elemento é o silício (liga Fe-C-Si). Entretanto, a 
simples adição do elemento grafitizante não é garantia de formação de FoFo cinzento, sendo neces-
sário ainda atuar em cima da velocidade de resfriamento. 
2) atuar em cima da velocidade de resfriamento durante a solidificação no processo de fundição. Velo-
cidades menores de resfriamento garantem que o elemento grafitizante atue. Portanto, é necessário 
um resfriamento lento, aumentando o tempo da fundição, garantindo a formação de carbono livre e, 
com isso, a formação de FoFo cinzento. Essa diminuição da velocidade de resfriamento causa, por-
tanto, uma redução da dureza. 
 
Uma propriedade particular dos FoFo’s cinzentos é a sua 
capacidade de amortecimento, ou seja, sua habilidade de 
absorver vibrações, resultantes de tensões cíclicas, por fricção 
interna, transformando a energia em calor. A importância 
dessa propriedade reside no fato de que esse material possui 
grande aplicação em máquinas-ferramenta, principalmente no 
corpo destas máquinas. Essa capacidade de absorção de 
vibrações elevada é atribuída aos veios de grafita, os quais, por 
não apresentarem resistência mecânica, constituem espécies 
 
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de vazios na estrutura do material, o que permite deformação plástica do material localizado ao redor dos 
veios, sob tensões menores do que em outros casos. Os veios de grafita são barreiras para a propagação da 
onda (absorve a energia da onda inicial) e, por isso, a profundidade de penetração da onda mecânica é mui-
to menor e o decaimento é muito mais intenso. 
 
Outra característica particular do FoFo cinzento é a usinabilidade. Os FoFo’s mais comumente produzidos 
apresentam uma estrutura em que a matriz é ferrítica ou ferrítico-perlítica. A usinagem em FoFo cinzento é, 
portanto, possível. Entretanto devemos ser extremamente cuidadosos: 
- Nível de vibração da máquina-ferramenta: esta deve estar vibrando o mínimo possível e sem folga. A má-
quina deve estar superajustada e, preferencialmente, utilizam-se pastilhas de metal duro (ferramental cerâ-
mico), com penetração devagar (pequenos avanços), resultando assim em uma usinagem leve, bem ajustada 
e com ferramental de metal duro. 
 
Além da excelente absorção de pequenas vibrações, a grafita existente no FoFo cinzento também é funda-
mental em auxiliar na resistência ao desgaste. A presença de grafita livre tende a adicionar ao material carac-
terísticas lubrificantes, diminuindo o atrito entre as partes em contato, evitando o engripamento, que pode, 
por sua vez, levar, pelo calor desenvolvido, a uma soldagem localizada, com conseqüente arrancamento de 
partículas, tornando novamente a superfície áspera. Um dos fatores favoráveis ao comportamento do FoFo 
cinzento quanto à resistência ao desgaste é a alta usinabilidade do material, podendo produzir economica-
mente peças dentro de rigorosas tolerâncias. 
 
A conformação mecânica nos FoFo’s cinzentos é impossível. É para utilização a partir de um processo de 
fundição e, se necessário, uma usinagem de acabamento posterior, com as seguintes recomendações con-
forme acima explicitado. 
 
Inclusões: 
São pequenos compostos formados pelas impurezas. Normalmente em FoFo aceita-se um percentual maior 
de inclusões do que em um aço, sendo também mais comum surgir nos FoFo’s. 
 
Para aumentar a fluidez de um material a ser fundido recomenda-se a adição de fósforo. Esse aumento da 
fluidez é desejado de modo a fazer com que o metal liquefeito assuma perfeitamente a forma do molde. 
Entretanto, uma percentagem de fósforo acima do normal aumenta o risco da formação de eutéticos ricos 
em fósforo, que no caso particular das ligas ferro-carbono recebe o nome de STEADITA. Essas regiões de 
steadita na matriz perlítica de um FoFo cinzento aumenta a fragilidade, por exemplo. Portanto, deve-se aten-
tar para a adição de fósforo para aumento da fluidez e obtenção de mais facilidade no processo de fundição, 
tendo em vista da susceptibilidade de obtenção de um FoFo muito mais frágil. 
 
Tratamento térmico: como a sua matriz é como se fosse um aço e como o que sofre o tratamento é a matriz 
(não há alteração dos veios de grafita) todos os tratamentos térmicos de um aço são aplicáveis em um FoFo 
cinzento: 
1) Recozimento: O objetivo principal do recozimento é melhorar a usinabilidade do FoFo cinzento, pois 
com o aquecimento à temperaturas correspondentes à zona crítica propicia-se uma alteração em sua 
estrutura, aliviando quase que totalmente as tensões internas. 
2) Normalização: melhoria das propriedades mecânicas do ferro fundido, tais como resistência a tração 
e dureza ou com o objetivo de restauras as propriedades do estado bruto de fusão, cuja estrutura 
tenha sido alterada por outro processo de aquecimento. 
3) Têmpera e Revenido: aumentar a resistência mecânica e a dureza, e consequentemente a resistência 
ao desgaste 
 
Tratamento termoquímico: todos na teoria e não na prática, pois teoricamente qualquer tratamento termo-
químico é aplicável, mas não se faz, pois é um tratamento caro, e por ser FoFo cinzento o objetivo é custo 
baixo. 
 
Adição de elementos de liga: Na teoria todos são aplicáveis, porém com uma porcentagem um pouco maior 
 
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(todos os elementos que se colocariam em um aço com um determinado objetivo). 
 
Aplicação: (para a maioria das aplicações pode substituir o aço, mas o grupo de aplicação mais especial é 
devido a excelente absorção de vibrações): 
- componentes de motores de combustão interna 
- blocos de motores 
- tubulação 
- carcaça de bombas e compressores 
- válvulas 
- estrutura externa de máquinas-ferramenta (torno, plaina, fresa, retificadora, etc.) 
 
Especificação: 
ABNT: FC10 – FC15 – . . . – FC40 
Onde o número é o valor aproximado do limite de resistência a tração do material em kgf/mm² 
ASTM: classe 20 – classe 25 – . . . – classe 60 
Onde o número é o limite de resistência a tração do material em klb/pol² 
OBS. Em compressão esse valor praticamente dobra. 
 
 
FERRO FUNDIDO MESCLADO (FERRO FUNDIDO COQUILHADO) 
As peças de FoFo mesclado são peças de FoFo onde teremos em sua superfície a formação de FoFo branco e 
em seu núcleo a formação de FoFo cinzento. Ou seja, ao longo da seção transversal teremos uma variação 
no tipo de FoFo formado. A região superficial, pelo resfriamento mais rápido, vai ter característica de FoFo 
branco, enquanto que o núcleo, devido ao resfriamento mais lento, terá características de FoFo cinzento. Por 
isso, é muitas vezes também conhecido com FoFo coquilhado (quimicamente será um FoFo cinzento (Fe + C 
+ Si (elemento grafitizante)). 
 
Um exemplo de situação ocorre com um eixo que possui um desgaste superficial devido ao posicionamento 
do mancal de deslizamento (desgaste prematuro do eixo no seu ponto de apoio). Além disso, devido ao 
processo liga/desliga ocorre também um problema de torção. Se o eixo fosse totalmente de FoFo branco, 
haveria ótimaresistência ao desgaste superficial, entretanto, devido a torção, a vida útil seria diminuída. Se 
fosse totalmente de FoFo cinzento, este primeiro problema está resolvido, mas o desgaste superficial é ex-
cessivo. 
 
Temos duas soluções para o problema: 
1) utilizar um FoFo cinzento e fazer um tratamento térmico de têmpera superficial, entretanto o custo 
seria mais elevado do que se fosse fabricado de FoFo mesclado. 
2) Utilização de FoFo mesclado, que abrange as características principais dos dois tipos de FoFo (bran-
co e cinzento) 
 
Aspectos: 
Para a fabricação, dimensionalmente, em eixos com menores diâmetros vai ser mais difícil garantir o resfria-
mento mais lento no centro da peça. É necessário um grande gradiente de resfriamento (resfriamento rápido 
na superfície para que o elemento grafitizante não atue e um resfriamento mais lento no núcleo, para que o 
elemento grafitizante atue e forme FoFo cinzento. É favorável a peças com diâmetros maiores, devido a faci-
lidade de obtenção do gradiente de resfriamento entre superfície e núcleo. 
Quanto ao processo de fundição, tem maior facilidade no processo de fundição em molde metálico (fundi-
ção em coquilha), pois o metal liquefeito irá perder calor superficialmente muito mais rápido. 
O nome FoFo coquilhado não é um nome certo para o FoFo mesclado, pois o processo de fundição pode ser 
em coquilha, entretanto se for de uma peça com seção transversal pequena e não garantir um gradiente de 
resfriamento entre núcleo e superfície não irá gerar um FoFo mesclado. Portanto, todo FoFo mesclado é um 
FoFo coquilhado, mas não obrigatoriamente todo FoFo coquilhado é FoFo mesclado. 
 
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Profundidade de Coquilhamento: 
O gráfico teor de silício VS. profundidade de coquilhamento relaciona a 
profundidade a partir da superfície até onde ainda teremos FoFo branco. 
Nota-se que para grandes profundidades de coquilhamento, precisamos 
de pouco silício. Isso ocorre pois o silício é elemento grafitizante e com 
isso, quanto menos silício, mais rápido ocorre a formação de cementita, 
originando uma peça quase 100% de FoFo branco. Já, aumentando o 
teor de silício a profundidade diminui, pois a quantidade de carbono 
livre é maior e com isso, temos mais FoFo cinzento. 
 
Adição de elementos de liga: 
Admite a adição de elementos liga com as mesmas finalidades que 
se fosse colocado em um aço. 
 
- resistência a corrosão: cromo 
 
- reduzir Tamanho de grão: vanádio, alumínio 
 
OBS.: se forem adicionados na composição inicial, também afetam 
na profundidade de coquilhamento. Ora atuam diminuindo a 
profundidade de coquilhamento e ora atuam aumentando a 
profundidade de coquilhamento. 
 
Os elementos que atuam diminuindo a profundidade de 
coquilhamento a favor do silício (formação de pouco FoFo branco) 
e os elementos que aumentam a profundidade de coquilhamento 
atuam contra o silício (formação de mais FoFo branco). 
 
 
 
FERRO FUNDIDO NODULAR 
A diferença de FoFo nodular para FoFo cinzento é que 
no FoFo nodular o carbono livre aparece sob nódulos 
de grafita (esferas de carbono livre). 
 
Sua composição é a básica de um FoFo cinzento (tam-
bém necessita de elemento grafitizante, pois precisa-se 
de carbono livre), entretanto, necessita-se de um 
elemento a mais para estimular o carbono livre a 
formar nódulos). 
 
Adição de elementos nodulizantes ou globulizantes: 
É feita a adição de magnésio ou de algum elemento do 
grupo dos terras raras (esta segunda classe consiste em 
elementos mais caros, sendo o magnésio o elemento 
mais utilizado para globulizar). 
 
A vantagem em transformar o FoFo cinzento em 
nodular pode ser justificada principalmente pelo nome 
que este FoFo recebe em inglês, “FoFo dúctil”. Pela 
forma esférica, a movimentação na matriz macia é mais fácil do que com a presença de placas (veios de gra-
fita). Assim, temos uma maior ductilidade e usinabilidade no FoFo nodular, entretanto perdemos na absorção 
de vibração, pois não temos mais os veios de grafita que impedem a propagação da onda. Em termos da 
 
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usinabilidade, devemos levar em conta que ainda se trata de um FoFo, possuindo desta forma suas limita-
ções, sendo designado para fabricação por fundição e não por processos de conformação mecânica. 
 
Possibilidade de tratamento térmico, adição de elementos de liga e aplicações – possui semelhanças ao FoFo 
cinzento (diferença entre eles está na forma em que o veio de grafita aparece). 
 
Assim como no caso do cinzento, a velocidade de resfriamento vai ser fundamental. Quanto mais lento for o 
resfriamento, menor é a quantidade de carbono combinado, formando uma matriz com praticamente 0% de 
carbono combinado (matriz completamente ferrítica). Quanto mais rápido for o resfriamento, ocorre uma 
maior quantidade de carbono combinado, gerando, assim, uma matriz perlítica. 
 
 
FERRO FUNDIDO MALEABILIZADO 
É um tipo de FoFo branco, o qual é submetido a um tratamento térmico 
especial (maleabilização), adquirindo maleabilidade, ou seja, a liga adquire 
ductilidade e torna-se mais tenaz. É tipo de FoFo mais caro em relação aos 
outros. A idéia principal é a formação forçada de carbono livre através da 
maleabilização. 
 
A diferença em termos de macrografia entre o FoFo nodular e o FoFo 
maleabilizado é que o FoFo nodular tem a forma de círculo. Já o FoFo 
maleabilizado não tem a geometria tão perfeita. 
 
O tratamento de maleabilização tem como princípio quebrar a ligação ferro-carbono (grafitizar) e deixar o 
carbono totalmente livre (carbono combinado baixíssimo  matriz praticamente 100% ferrítica) e, como o 
tratamento é lento, a grafita tende a se aglutinar. 
 
Existem dois tipos de tratamento de maleabilização: 
 
POR DESCARBONETAÇÃO (TIPO EUROPEU): 
O princípio do processo consiste no aquecimento de 
um FoFo branco em um meio oxidante constituído por 
minério de ferro a fim de evitar excessiva oxidação. 
Nessas condições o carbono do ferro fundido é 
eliminado sob a forma de gás. 
Faz-se um aquecimento até 950º aproximadamente, 
manutenção da temperatura por um tempo 
determinado e, em seguida, resfria-se de forma 
extremamente rápida até em torno de 400ºC. Depois, 
pode-se acelerar o resfriamento. O ciclo todo leva em 
torno de 30 a 35 horas. 
 
A: ocorre uma descarbonetação intensa (perda de carbono do material), pois o aquecimento é feito em meio 
oxidante. Além do oxigênio do forno, envolve-se a peça em minério e qualquer minério é óxido. O oxigênio vai 
se combinar com todo o carbono que encontrar e vai formar gases, indo para a atmosfera do forno. O material 
perde carbono. Para uma intensificação da descarbonetação eleva-se a temperatura, pois o processo é tão mais 
intenso quanto maior a temperatura. 
B: grafitização 
C: formação de perlita se tiver carbono combinado em solução, como não tem, acaba ficando matriz ferrítica. 
 
Para grandes espessuras parte do carbono fica retido, o que torna antieconômico prosseguir com o ciclo até 
completa descarbonetação por difusão do carbono do centro em direção à superfície, além de correr-se o 
risco de produzir uma camada de oxidação relativamente espessa. 
Em peças de pequena espessura (até cerca de 5 mm) o FoFo maleável é constituído só de ferrita e em peças 
 
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de maiores espessuras (de 5 a 15 mm) a estrutura apresenta ferrita nas camadas superficiais e grafita, em 
nódulos arredondados, sobre uma matriz de ferrita na parte central. 
 
POR GRAFITIZAÇÃO (TIPO AMERICANO): 
O princípio do processo consiste em aquecer-se um 
FoFo de composição adequada, a temperaturas 
apropriadas durante um longo tempo, porém menor 
do que no caso do tipo europeu (descarbonetação). O 
ciclo de tratamento pode ser mais curto (ciclo térmico 
em torno de 30 horas), pois, por precipitação de 
carbono, a distância de migração do carbono é menor. 
Ao invés de forçar a descarbonetação, irá forçar a 
grafitização. O aquecimento é até aproximadamente 
950º, seguido de um resfriamento um pouco mais 
rápido até acima da zona crítica, deixando o material 
nesta temperatura por um tempoprolongado, seguido 
do resfriamento. 
O aquecimento ocorre em atmosfera neutra, a fim de proteger a peça contra a oxidação (normalmente en-
volve-se a peça em areia/cinzas, não deixando com que fique em contato com a atmosfera do forno). 
 
A: ciclo de grafitização da cementita livre 
B: grafitização da cementita que sai da austenita (formação austenítica no resfriamento) 
C: grafitização da cementita da perlita ao longo de todo o trecho de formação 
 
Tipo americano (grafitização) x tipo europeu (descarbonetação): 
Em ambos os casos obtém-se uma matriz extremamente dúctil (ferrítica) com carbono livre em uma forma 
aproximada de nódulos. Entretanto, a técnica americana garante uma ductilidade de, aproximadamente, 10% 
maior do que a técnica européia. Esta também aumenta na usinabilidade do material. 
 
 
 
Generalidades: 
 
OBS.: Outro aspecto relevante dos ferros fundidos é o comportamento sob tensões 
trativas e compressivas. Em aços o limite de tensão é quase o mesmo a 
compressão, com diferenças muitas vezes desprezíveis. Entretanto, os FoFo’s não 
respondem da mesma forma sob tensão e compressão. 
 
De uma forma geral o esforço trativo é mais prejudicial ao FoFo (seja ele externo 
ou proveniente de tensões internas). O comportamento a compressão é muito 
melhor do que o comportamento a tração, conforme indicado na figura. 
 
 
 
Variações no tipo de FoFo de acordo com a composição química e com o resfriamento: 
 
 
 
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AÇOS INOXIDÁVEIS 
 
Aço de alta liga: Σ dos elementos de liga presentes é > do que 10% 
Aço de baixa liga: Σ dos elementos de liga presentes é < do que 6% 
 
Os aços inoxidáveis são ligas que contém elevado teor de cromo (pelo menos 10% só de cromo). Preferenci-
almente contém 10 a 12% de Cr e a proteção contra a corrosão é feita criando-se sobre a superfície do metal 
uma película protetora, a qual separa o metal-base do meio corrosivo. A passividade de alguns metais é a 
propriedade típica destes e de ligas metálicas permanecerem inalterados no meio circunvizinho. No caso dos 
aços inoxidáveis, a presença da película superficial de cromo é indispensável para conferir resistência à corro-
são. 
 
A inoxibilidade é garantida pela formação desta película apassivadora. O cromo faz com que se forme na 
superfície do AÇO uma película de óxido de cromo, preferencialmente ao óxido de ferro. Essa película de 
óxido de cromo (chamada de película apassivadora) não permite a passagem de oxigênio, enquanto que a 
película de óxido de ferro é uma película não-apassivadora. 
Aços inoxidáveis não resistem a tudo, eles sofrem corrosão, sendo errado afirmar que é um material isento à 
corrosão. 
 
A película de óxido de ferro, normalmente formada na superfície dos metais tem duas características: 
- ela é porosa, ou seja, permite a passagem de oxigênio por ela; 
- é uma película de baixíssima aderência superficial, ou seja, não protege em nada a superfície. 
 
O óxido de cromo, uma ver formado, funciona como uma barreira à passagem de oxigênio. Protege o mate-
rial contra a continuidade da oxidação e, além disso, a aderência deste óxido de cromo é muito maior do que 
a da película de óxido de ferro. 
 
É essa característica de formar óxidos apassivadores que caracteriza o fato dos materiais metálicos não ferro-
sos serem muito melhores para trabalhos em ambientes úmidos (carregados de oxigênio, etc.) do que os 
ferrosos. Por isso que cobre, alumínio, níquel, cromo (não ferrosos em geral) se comportam frente à oxidação 
muito melhor do que os ferrosos, pois todos os óxidos não-ferrosos formam películas apassivadoras. 
 
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Devido ao alto custo, a utilização do inox só ocorre quando este é extremamente necessário. 
 
Atenção: aço inoxidável é diferente de aço cromado. Aço cromado é um aço comum revestido por uma pelí-
cula de cromo puro. Esta película aumenta a resistência à abrasão. Entretanto, se a superfície do aço croma-
do sofrer um arranhão, por exemplo, a película de cromo ficará danificada e o agente oxidante atuará sobre 
o material, oxidando e formando bolhas na película de cromo. Se for um aço inoxidável, o arranhado vai ser 
uma fonte para a oxidação, entretanto o oxigênio irá se combinar com o cromo, formando novamente a 
película de óxido de cromo, não dando continuidade à oxidação. 
 
Grupos de Aços Inoxidáveis (de acordo com microestrutura do material à temperatura ambiente): 
- austeníticos: Cr + Ni + ↓C 
- ferríticos: ↑Cr + ↓C 
- martensíticos: ↓Cr + ↑C 
 
Subgrupo: 
- endurecíveis por precipitação 
 
Diferença de comportamento frente a meios oxidantes e meios redutores: 
Como a película de cromo é a que protege, normalmente os aços inoxidáveis trabalham muito bem em meio 
oxidante, porém encontram alguns problemas frente a meios redutores (HCl, por exemplo), comportando-se 
como ferro ativo e algumas vezes até pior. 
 
Normalmente os processos de corrosão nos aços inoxidáveis são processos de corrosão localizada. 
Podemos ter corrosão generalizada e corrosão localizada (por pites) 
 
Corrosão por pites: a partir de uma determinada superfície forma-se um pequeno alvéolo de corrosão. Como 
se fosse uma bolha na superfície do material metálico, só que para dentro da superfície do material isso au-
menta, estando muito mais deteriorado. 
 
A maioria dos processos de corrosão que ocorrem nos inox são processos de corrosão localizada. Estes são 
sempre mais perigosos, pois a detecção superficial deles é mais difícil. Uma chapa de aço comum chama 
atenção por ter uma corrosão generalizada, já a corrosão localizada em um inox, por exemplo, quando é 
possível de ser detectada o material praticamente já está extremamente deteriorado. 
 
Os cloretos são perigosos para trabalho com inox. Para trabalho com íon cloro ou teremos uma composição 
especial no inox ou então este será substituído por outro material. Para trabalharmos com aços inoxidáveis 
em ambiente com cloretos devemos aumentar a quantidade de molibdênio na composição do material, pois 
o molibdênio irá “segurar” o íon cloro, não permitindo que este ataque a formação do óxido de cromo. 
 
Corrosão intergranular: 
- ocorre somente nos aços inoxidáveis austeníticos 
 
Corrosão sob tensão (CST): 
- também é um processo localizado de corrosão. A corrosão sob tensão ocorre em materiais quando associ-
am-se dois fatores: 
 1) um meio agressivo para o material; 
 2) ao mesmo tempo tensões trativas da ordem do limite de escoamento do material 
 
Isso faz com que comecem a abrir microtrincas superficiais e, a partir destas, o meio agressivo penetra, pro-
pagando mais rapidamente a trinca. Ocorre uma propagação mais rápida da trinca do que se teria se o meio 
agressivo não estivesse atuando. A ação conjunta desses dois fatores leva a ocorrência da corrosão sob ten-
são, também conhecida com CST. Os inox são materiais sujeitos a isso, principalmente quando o meio de 
trabalho for agressivo (cloretos). 
 
 
11
Quanto maior a temperatura de trabalho, mais o material oxida. Os inox são ótimos materiais para trabalhos 
em altas temperaturas. 
 
AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS 
É possível conseguir estrutura austenítica a temperatura ambiente devido à presença de elementos de liga. 
Estes elementos de liga podem funcionar de duas formas: 
 
▪ Elementos alfagenos: 
- estabilizam a ferrita (alfa) 
- exemplo: cromo 
- aumenta a temperatura A3 
 
▪ Elementos gamagenos: 
- estabilizam a austenita (gama) 
- exemplo: níquel (em alto teor é o responsável pela estrutura austenítica a temperatura ambiente) 
- reduz a temperatura A3 
 
Quanto maior o teor de níquel, maior o campo austenítico. 
Já o cromo, funciona de forma contrária. Quanto maior a 
quantidade de cromo, mais encolhido é o campo 
austenítico, ficando mais difícil de se ter austenita a 
temperatura ambiente. 
 
Se pegarmos um inox austenítico com um teor de cromo 
muito alto devemos aumentar mais ainda a quantidade de 
níquel (elemento gamageno), a fim de podermos garantir a 
presença da austenita na temperatura ambiente. 
 
Ainda em termos da composição,o teor de carbono tem 
que ser baixo (entre 0,08 e 0,2 %C), pois o carbono não 
auxilia em nada na resistência a corrosão. 
 
Apesar dos inox austeníticos serem os de maior utilização industrial eles tendem a ser mais caros devido à 
composição química mais complexa, principalmente devido à presença do níquel. São os melhores inox do 
ponto de vista de resistência à corrosão. 
 
Principais características: 
- não magnéticos (pois o ferro-gama não é magnético) 
- não endurecíveis, pelo fato de serem austeníticos 
- quando encruados, apresentam um fenômeno interessante: o aumento de dureza que se verifica é bem 
superior ao que se encontraria mediante a mesma deformação em outros aços. Esse aumento, além do nor-
mal da dureza, pode ser atribuído à instabilidade da austenita, que, sob o efeito das tensões do encruamen-
to, transforma-se parcialmente e paulatinamente em ferrita. Essa última, supersaturada de carbono, nas 
mesmas condições que uma martensita, contribui para o endurecimento excepcional do aço. 
 
Possuem coeficiente de dilatação térmica maior do que um aço comum (trabalho muito bom em altas tem-
peraturas), devendo-se, portanto, tomar cuidado com folgas e interferências para os trabalhos em altas tem-
peraturas. 
 
São os mais importantes dentre os aços inoxidáveis. Possuem simultaneamente cromo e níquel. A introdução 
do níquel melhora consideravelmente a resistência à corrosão do aço e a resistência à oxidação a altas tem-
peraturas, visto que a maioria dos reagentes, o níquel é mais nobre que o ferro e, além disso, forma uma 
camada de óxido que protege o aço espontaneamente. 
 
 
12
Possuem elevada resistência à fluência: é considerado um excelente material para trabalho a alta temperatu-
ra não só no ponto de vista da oxidação, mas também no ponto de vista mecânico. A perda do limite de 
escoamento é muito reduzida de acordo com o aumento de temperatura. O problema é que é naturalmente 
um material de resistência mecânica muito baixa, resultado da estrutura cúbica de face centrada (CFC) da 
austenita. 
 
Dos inox é o que tem a soldagem mais fácil (menos problemática). Entretanto, deve-se tomar cuidado com 
as questões de resfriamento (devido ao problema da sensitização). 
 
Têmpera: Por ter austenita na temperatura ambiente o tratamento de têmpera não resulta em nenhuma me-
lhoria. Não é um material endurecível por tratamento térmico. A única possibilidade de aumentar um pouco 
o limite de escoamento e a resistência mecânica é por deformação plástica a frio, ou seja, por encruamento 
(somente endurecível por deformação plástica a frio). 
 
É um material extremamente dúctil e extremamente conformável. 
 
Possui elevada resistência à fadiga (previsão em vida para a fadiga é muito alta. 
 
Bom material para trabalho em temperaturas criogênicas, pois por apresentar estrutura cúbica de face cen-
trada (CFC) não apresenta transição dúctil-frágil, não possuindo mudança brusca de comportamento tanto 
para altas quanto para baixas temperaturas. 
 
Especificação: 
 AISI _ _ _ 
 1º dígito: tipo de inox 
 2º e 3º: identificação de composição 
3 ou 2: aço inox austenítico  (2) – menos comum – austeníticos com substituição parcial do Ni por Mn (menor 
qualidade, pois o Mn não auxilia na resistência à corrosão, o níquel auxilia na resistência à corrosão) 
4: ferríticos ou martensíticos 
 
Sensitização: 
A sensitização é um fenômeno que ocorre devido a uma longa exposição 
a uma faixa de temperatura perigosa (450-850ºC). Nesta faixa de 
temperatura teremos uma precipitação de carboneto de cromo no 
contorno de grão. Essa precipitação recebe o nome de sensitização e 
quando isso ocorre dizemos que o inox está sensitizado. O fenômeno da 
sensitização é um pré-requisito para um outro fenômeno indesejável nos 
inox austeníticos, que é a corrosão intergranular. 
 
Corrosão Intergranular: 
Com a precipitação de carboneto de cromo no contorno de grão, a 
região no entorno fica empobrecida de cromo e, como este elemento é o 
responsável pela inoxibilidade do aço, esta região pobre de cromo torna-
se sensível a corrosão, menos resistentes ao ataque químico por parte de 
certos reagentes. Este fenômeno inicia-se de forma microscópica e 
quando se consegue visualizar, macroscopicamente, dificilmente é 
possível recuperar o material. 
 
Correção da sensitização antes de ocorrer a corrosão intergranular: 
Antes de a corrosão intergranular começar é possível corrigir um aço sensitizado. Primeiramente, para sa-
bermos se o aço está sensitizado devemos avaliar a forma que o aço irá trabalhar ou se possui uma compo-
sição que o torna susceptível à sensitização. 
Primeiramente, deve-se aquecer o material a uma temperatura acima de 900ºC durante um tempo prede-
terminado, seguido de um resfriamento brusco, pois ao reaquecer o aço e mantê-lo nessa temperatura, os 
 
13
precipitados irão se dissolver (quebra dos carbonetos de cromo) e cromo e carbono voltarão a fazer parte da 
composição homogênea. Seguido do resfriamento brusco, voltaremos para a temperatura ambiente o mais 
rápido possível sem deixá-lo exposto por muito tempo (3 minutos já é suficiente) à zona crítica, eliminando o 
problema de formação dos precipitados. O resfriamento rápido não influencia nas propriedades mecânicas 
do aço, pois não é possível tratá-lo termicamente. 
 
OBS: deve-se tomar cuidado no superaquecimento, pois este gera um crescimento de tamanho de grão. Materi-
ais que mantém estrutura no resfriamento e aquecimento tendem a crescer muito o grão e com isso podem vir 
a fragilizar devido ao tamanho de grão excessivo. 
 
Evitar sensitização: 
Para evitar a sensitização deve-se evitar a precipitação de carboneto de cromo, portanto a idéia principal é a 
adição de algum elemento de liga que tenha preferência ao cromo na formação de carbonetos. Desta forma 
irão se formar carbonetos do elemento de liga adicionado, e não de cromo, garantindo a inoxibilidade do 
material. Alguns destes elementos preferenciais na formação de carbonetos são (Ti, Nb, V). Essa é uma idéia 
mais cara. 
 
Uma forma mais barata para resolução do problema de sensitização é reduzir o percentual de carbono do 
aço para, desta forma, evitar a formação de carboneto. Assim resultam as especificação dos aços inoxidáveis 
com prefixo L (low). 
 
Exemplo: 
AISI 304  máx. 0,08%C 
AISI 304L  máx. 0,03%C 
 
Elementos de liga: 
- Níquel: O teor de níquel elevado serve para compensar um pouco a mais de carbono que se coloca no 
material. O carbono é complicado na resistência à corrosão, além da possibilidade de formar mais carboneto 
de cromo (sensitizar). Para compensar isso se entra com mais níquel na composição para garantir uma estru-
tura completamente austenítica e ajudar na resistência a corrosão junto com o molibdênio. 
 
- Enxofre e fósforo: Em todos os inox pode ter sufixo F, o que significa a adição de elementos principalmente 
enxofre e fósforo, que servem para melhorar a questão de usinabilidade. Quando um material na usinagem 
forma cavaco em fita (continuo), dependendo dos parâmetros de usinagem (ferramental), se corre o risco de 
ter superaquecimento da ponta da ferramenta, podendo fazer com que o cavaco grude na ferramenta de 
corte (solda na ponta) tendo que afiar a ferramenta novamente. Esses elementos fragilizam o cavaco, que 
torna-se quebradiço. Isso ocorre para situações em que vai exigir muita usinagem. 
 
- Sufixo H: carbono controlado (máx: 0,10%; mín: 0,04% 
 
- Inox com adição de nitrogênio (inox N): objetivo de elevar resistência mecânica 
 
- Além dos aços de menores teores de carbono (low = L), tem-se a entrada de elementos de liga que possu-
em mais afinidade na formação de carbeto, minimizando a sensitização. 
 
- Reduzir C: elevar a soldabilidade 
 
- Si: elevar resistência ao calor 
 
- Cr, Ni: elevar resistência ao calor 
 
- Ti, Nb: evitar precipitação de carbonetos de cromo 
 
- Ni: reduzir encruamento 
 
14
Aços Inoxidáveis Ferríticos E Martensíticos: 
 
O carbono é elemento gamageno (amplia campo 
austenítico) 
 
O cromoé elemento alfageno (encolhe campo austenítico) 
 
Aço inoxidável ferrítico: pouco carbono (diminuição da 
barriga austenítica), muito cromo. Ocorre a solidificação da 
ferrita delta e em seguida, até a temperatura ambiente, o 
material não sofre transformação nenhuma. Pode acelerar 
ou retardar que não terá alteração microestrutural. 
 
Aço inoxidável martensítico: menos cromo, mais carbono (comparativamente); barriga austenítica maior (vai 
pra frente); com o teor de cromo menor, cai dentro do campo austenítico e ocorre, com isso, a estabilização 
da austenita. Com pouco cromo, durante o resfriamento caímos dentro da barriga austenítica e, a partir de 
então, com um resfriamento brusco, temos a transformação em martensita. 
 
 
AÇOS INOX FERRÍTICOS 
São os inox de segunda maior aplicação industrial, apenas somente dos austeníticos. Possui um custo um 
pouco menor do que os austeníticos, pois não tem níquel na composição. Sua resistência a corrosão é quase 
similar ao austenítico em alguns casos, o que ocorre devido ao excesso de cromo. Seu teor de cromo é ele-
vado devido à falta de níquel em sua composição. 
 
Os inox ferríticos que possuem menor teor de cromo possuem alumínio, pois devido ao fato de se tratar de 
um elemento alfageno, este estabiliza a ferrita delta (encolhe o campo austenítico) e garante a presença da 
ferrita-delta na temperatura ambiente. 
 
O limite de escoamento é um pouco maior do que o dos inox austeníticos. Na faixa de 280 a 460 MPa (ferrí-
ticos) vs. 230 MPa (austeníticos). 
 
Possui comportamento mecânico um pouco melhor, pois a estrutura cúbica de corpo centrado (CCC) apre-
senta uma maior resistência à deformação plástica do que a estrutura cúbica de face centrada (CFC). 
 
Assim como nos austeníticos, o endurecimento por tratamento térmico não é possível. 
 
A única forma de endurecer os inox austeníticos e ferríticos é por encruamento, ou seja, aplicando trabalho 
mecânico a frio. Esse aumento de dureza é de aproximadamente 20% e os austeníticos têm vantagem devido 
à sua estrutura CFC. 
 
É possível fazer recozimento para alívio de tensões, tendo em vista que não se tem transformação de fase 
(aproximadamente a 830ºC, seguido de resfriamento rápido). O resfriamento rápido é devido à economia de 
tempo, pois não haverá transformação de fase e para evitar a precipitação de carboneto de cromo. 
 
Apresentam crescimento de grão muito rápido a partir de 600º (em temperaturas menores do que os auste-
níticos ~900ºC). O problema do crescimento de grão, principalmente nos ferríticos, ocorre devido ao fato 
destes, por possuírem estrutura CCC, apresentarem transição dúctil-frágil, com isso 
 
Crescimento de grão muito rápido a partir de 600º (em temperaturas menores do que os austeníticos (900º). 
Tanto os austeníticos quanto os ferríticos não tem nenhuma transformação de fase. E todos os materiais 
metálicos que tem essa características, se aquece, a tendência é o crescimento de grão. Os ferríticos com 
granulação fina possuem temperatura de transição dúctil-frágil bem baixa. E ela aumenta conforme vai au-
mentando o tamanho de grão. O problema é o material possuir uma granulação tal que passe a ter tempera-
 
15
tura de transição perto da ambiente (o material vai ter comportamento mais frágil do ponto de vista da te-
nacidade). 
 
Possui coeficiente de dilatação térmica próximo do aço comum ou baixa liga. 
 
Assim como os austeníticos, são considerados aços refratários (material altamente recomendado para traba-
lho contínuo em alta temperatura). 
 
Especificação: 
AISI _ _ _ 
(4) – inox ferro-cromo (inox ferrítico ou martensítico) 
Só dá para distinguir de acordo com a composição química  pelos teores de cromo e carbono. 
 
Formação de Fase-Sigma: 
O principal problema que vamos ter nos inox ferríticos é a formação de fase sigma (fragilização a 475ºC). 
Será uma precipitação de carboneto de cromo por longa exposição a uma faixa de temperatura que vai de 
450 a 550ºC. É algo similar a sensitização nos inox austeníticos, porém esses precipitados de carboneto de 
cromo não ocorrem necessariamente no contorno de grão (podem ocorrer tanto no contorno quanto no 
centro do grão). O principal efeito dessa formação de fase sigma não é defeito químico, tendo em vista que 
é muito mais notável uma alteração mecânica. Ocorre o efeito da fragilização (perda de tenacidade). 
 
Corrigir: 
Como o princípio é o mesmo (formação de carboneto de cromo), para resolver adota-se os mesmos proce-
dimentos para correção da sensitização nos austeníticos. 
 
Sensitização x Fase-Sigma: 
São fenômenos parecidos que ocorrem em dois tipos de inox, porém um se dá a temperaturas muito mais 
altas (austeníticos) e isso implica numa alteração da resistência a corrosão significativa. No caso dos ferríticos 
os precipitados ocorrem a temperaturas mais baixas e por isso o efeito de fragilização (mecânico) é preferen-
cial. 
 
 
AÇOS INOXIDÁVEIS MARTENSÍTICOS 
São aços de baixa resistência à fluência, pois pelo fato de ser martensítico ele possui microestrutura marten-
sítica a temperatura ambiente, resultado de uma têmpera seguida de revenido. Se elevar a temperatura de 
trabalho corre-se o risco de desfazer o revenido e até de reaustenitizar, perdendo as propriedades da mar-
tensita. 
 
São aços típicos estruturais: elevada resistência, elevado limite de escoamento (aço para construção pesada). 
Em todo material estrutural busca-se uma combinação de resistência mecânica com tenacidade. É importan-
te que tenha pouca ferrita-delta. Tem que garantir que a ferrita-delta seja 100% transformada em austenita e 
depois essa austenita seja transformada em martensita após o tratamento térmico. Do ponto de vista da 
tenacidade, ter essa ferrita-delta não transformada é extremamente prejudicial (queda de 30 a 40% do ponto 
de vista da tenacidade do material). 
 
Um aço inox martensítico com 12%Cr e 0,1%C se for aquecido a 1050ºC já começa a ter ferrita-delta. O con-
trole da temperatura em termos do tratamento térmico deve ser muito rigoroso para evitar a ferrita-delta. 
 
Fissuração por Hidrogênio ou Trinca a Frio: 
É o inox mais difícil de soldar. A trinca a frio ocorre pelo seguinte: uma junta soldada (material todo inox 
martensítico) com método tradicional forma uma zona termicamente afetada (ZTA) adjacente ao cordão. 
Essa ZTA é a região que sofreu extremo aquecimento, porém não fundiu. Ela não compõe o cordão de solda 
propriamente dito. Como se trata de inox martensítico, a região afastada do cordão está com a estrutura 
martensítica. Na ZTA, durante a soldagem, devido ao aquecimento, ocorre a transformação em austenita, 
 
16
que por ter estrutura CFC, possui um fator de empacotamento que vai permitir que o hidrogênio existente 
no ar penetre nos espaços interatômicos. Após o calor excessivo e com resfriamento (rápido), a transforma-
ção da austenita em martensita é fruto de uma distorção da rede cristalina, o que gera tensões internas. De-
vido a presença do hidrogênio ocupando os espaços interatômicos o nível de tensões internas aumenta con-
sideravelmente nessa situação pós-soldagem, não havendo espaço interatômico para acomodar o hidrogê-
nio, ocorrendo a fissuração por hidrogênio, ou trinca a frio. 
 
Para solucionar este problema deve-se trabalhar com um processo de soldagem de atmosfera controla, evi-
tando a penetração de hidrogênio (atmosfera protetora), ou então fazer um preaquecimento, para garantir 
que o hidrogênio escape antes da passagem, sendo fundamental um tratamento térmico de alívio de ten-
sões posteriormente. 
 
Condições de contorno: 
- pouca ferrita delta no aquecimento de homogeneização para evitar a formação de microtrinca 
- pouca austenita retida (todo material de alta liga tem tendência a formar austenita retida). Aumentando o 
teor de carbono ou o teor de elemento de liga no aço, desloca-se a curva de resfriamento contínuo para a 
direita e abaixa a temperatura de início e fim de formação de martensita. Dependendo do elemento de liga e 
do percentual podemos terlinhas de início e fim de formação de martensita abaixo da temperatura ambien-
te, podendo não ter 100% de formação de martensita, ficando austenita retida, terminando o revenido com 
martensita e martensita revenida, o que diminui a tenacidade. 
 Pouca austenita retida: 
- finalidade de evitar a distorção (austenita retida é macia) onde o alívio das tensões internas ocorre por de-
formação plástica. A austenita retida ajuda a peça a empenar, pelo fato de ser mais macia. 
- evitar a martensita não revenida (proveniente da austenita durante o revenido) 
- não diminuir a resistência ao revenido 
 
De acordo com o campo de utilização, pode ser divido em dois grandes grupos: 
- inox martensítico tipo turbina (desejável resistência mecânica) 
- inox martensítico tipo cutelaria (preocupação com o nível de dureza, utilizados como ferramenta de corte) 
OBS.: normalmente os inox martensíticos de cutelaria possuem quantidade de cromo mais alto para garantir 
durezas maiores. 
 
Resistência a corrosão: 
- alguns meios onde o ferrítico e o austenítico funcionavam bem, o martensítico não funciona bem: 
↓ para H2SO4, HCL, meios redutores ou com pouco oxigênio 
↑ para sais neutros e alcalinos 
↑ para H2S 
Apresentam boa resistência à corrosão quando expostos ao tempo, à ação da água e de certas substâncias 
químicas; à medida que aumenta o teor de carbono, fica prejudicada a resistência à corrosão, o que é com-
pensado pelo maior teor de cromo. 
 
Temperatura de revenido: 
A escolha da faixa de revenido depende do que se almeja de propriedades mecânicas. Depende da aplicação 
que será dada ao material. 
Três aspectos: 
- resistência mecânica 
- tenacidade 
- resistência a corrosão sob tensão (CST) – usar martensítico devido à solicitação mecânica elevada e a corro-
são sob tensão é associação da tensão trativa próxima ao limite de escoamento em um meio. 
 
Revenido de baixa temperatura: (na faixa dos 300ºC) 
- maximizando resistência mecânica, em detrimento de tenacidade (não tem alivio de tensões internas tão 
bom) 
 
 
17
Revenido de alta temperatura: (na faixa dos 500 a 600ºC) 
- maximiza a tenacidade e CST, em detrimento da resistência mecânica 
 
 
AÇOS INOXIDÁVEIS ENDURECÍVEIS POR PRECIPITAÇÃO 
Criados para tentar combinar dois aspectos de inoxidáveis diferentes em um único material: 
- resistência à corrosão de um austenítico 
- resistência mecânica de um martensítico 
 
Pega-se normalmente um inox de base austenítica com teor de Níquel elevado (> 10%) e faz-se a adição de 
outros elementos de liga que normalmente não fazem parte de um inox austenítico tradicional, como fósfo-
ro, molibdênio, cobre, etc. e depois obrigatoriamente faz-se um tratamento térmico de solubilização e enve-
lhecimento (endurecimento por precipitação). 
 
Não é um tratamento térmico típico de aços. É um tratamento térmico para endurecimento de não ferrosos. 
Ex.: duralumínio (Al-Cu) – propriedades mecânicas próximas de um aço 1040. 
 
Alguns poucos aços sofrem endurecimento por essa técnica que na realização lembra têmpera e revenido. O 
que iremos fazer em termos de ciclo térmico é: 
- solubilização  aquecimento, permanência, resfriamento brusco. 
 
A etapa de envelhecimento pode ser: 
- natural (deixar o tempo passar na temperatura ambiente 
após a solubilização, depois de algum tempo ocorrerá uma 
precipitação e a partir daí ocorre o endurecimento) – para 
alguns materiais esse envelhecimento natural pode durar 
meses para atingir o nível de propriedade desejável, assim, 
acelera-se o processo artificialmente 
- artificial (reaquece, mantém e resfria mais lentamente). 
 
O ciclo térmico é semelhante a tempera e o revenido, só que 
o efeito é completamente diferente. 
 
Exemplo Duralumínio (Al-Cu) 
O duralumínio é uma liga Al-Cu. O diagrama de equilíbrio Al-Cu tem em uma fase inicial uma linha solvus 
(linha que indica o limite de solubilidade do elemento de liga (soluto) no metal base (solvente)). Esta linha 
dá, de acordo com cada temperatura, qual o máximo de cobre que o alumínio consegue manter em mistura 
homogênea. Para cada temperatura tem-se uma quantidade máxima. As ligas do tipo duralumínio normal-
mente trabalham na faixa de composição química com em torno de 4% de cobre. Propositalmente, pega-se 
uma composição que cruze a linha solvus. A temperatura ambiente temos mais cobre do que é possível ter a 
essa temperatura, significando que precipitou cobre, não sendo possível manter em mistura homogênea. 
Para isso, aquecemos e mantém a temperatura por um determinado tempo. O aquecimento vai ser feito em 
uma temperatura tal que caia na região monofásica. Assim, manteve-se cobre e alumínio perfeitamente mis-
turados. Quando resfriado bruscamente traz-se o que se tinha em alta temperatura para a temperatura am-
biente. A solução sólida (mistura homogênea) trazida para a temperatura ambiente consiste na solubilização. 
Em seguida, faz-se o processo de envelhecimento. No caso de envelhecimento natural, com o tempo ocorre 
a precipitação dos elementos de liga que o solvente não é capaz de manter em mistura homogênea, precipi-
tação a qual endurece o material. No caso de um envelhecimento artificial, com o reaquecimento, dá-se e-
nergia necessária para que a precipitação ocorra em um período de tempo menor. 
 
Apesar de o ciclo térmico ser extremamente parecido com a têmpera e o revenido de um aço comum, na 
têmpera, após o resfriamento, tem-se a máxima dureza e perde-se dureza no revenido. 
No tratamento de solubilização e envelhecimento, depois do resfriamento brusco, ou seja, depois da solubi-
lização, tem-se a dureza mínima, pois a estrutura homogênea foi trazida para a temperatura ambiente e só 
 
18
se tem o endurecimento depois do envelhecimento, porque é quando os precipitados irão se formar (cada 
um dos precipitados bloqueia o movimento das discordâncias, dificultando a deformação plástica, portanto, 
endurecendo o material). 
O resultado do endurecimento só ocorre depois do envelhecimento natural ou artificial, quando a “sobra”, 
em termos de composição química do elemento de liga, precipitar. É desta forma que se consegue que um 
aço inoxidável com resistência a corrosão de um austenítico tenha dureza de um aço martensítico 
 
Trata-se de um subgrupo / uma variação dos grupos de aços inoxidáveis. Com a adição de elementos de liga 
preferenciais na formação de carbonetos irá ocorrer precipitação durante o tratamento térmico de solubiliza-
ção e envelhecimento e, com isso, os precipitados irão endurecer o material, dificultando a deformação plás-
tica e aumentando o limite de escoamento, limite de resistência, etc. Cada precipitado funciona como uma 
barreira para o movimento das discordâncias. 
 
O tratamento térmico de solubilização ocorre na faixa dos 1200ºC, seguido de resfriamento rápido, que tem 
por objetivo manter a solubilização (solução sólida) para a temperatura ambiente. 
 
Adição de elementos para formação de precipitados: 
P, Mo, Cu, Nb, Ti 
 
Alguns elementos comuns de serem utilizados quando a base é martensítica: 
Cu, Mo, Al, Ti, Nb, N 
O envelhecimento realizado entre 400 e 500ºC 
 
Exemplos de inox endurecíveis com base austenítica: 
17-4 PH – solubilizado σR = 105 kgf/mm² 
 – envelhecido 482ºC σR = 140 kgf/mm² 
17-7 PH – solubilizado σR = 131 kgf/mm² 
 – envelhecido 580ºC σR = 164 kgf/mm² 
AM-350 – solubilizado σR = 112 kgf/mm² 
 – envelhecido 454ºC σR = 140 kgf/mm² 
 
 
AÇOS INOXIDÁVEIS AO NITROGÊNIO (AÇOS NITRÔNICOS) 
Basicamente corresponde a aços inoxidáveis austeníticos com adição de nitrogênio, com objetivo de aumen-
tar a resistência mecânica do inox austenítico tradicional. 
 
Nitrônico 33 σR ~ 47 kgf/mm² 
Nitrônico 40 σR ~ 55 kgf/mm² 
AISI 304 σR ~ 24 kgf/mm² 
 
Praticamente dobra-se o limite de escoamento e o limite de resistência em relação ao que se tinha de um 
aço austenítico tradicional, simplesmente pela adição de nitrogênio. 
 
N: O nitrogênio ajuda a formar compostos precipitados. Normalmente essa adição é na faixa de 0,3% N. 
 
1
AÇOS FERRAMENTAOs aços que podem receber essa denominação serão aqueles utilizados para a fabricação de ferramentas de 
usinagem e/ou conformação mecânica. É uma ferramenta para trabalho mecânico e não para trabalho ma-
nual. Características um pouco distintas e que vão poder servir para fabricar esses tipos de equipamentos. 
 
Requisitos (nem todos os aços ferramenta terão todos os requisitos ao mesmo tempo): 
 
▪ dureza e resistência mecânica: 
Requisito absolutamente fundamental, tanto que os aços ferramenta, independente do tipo de trabalho, só 
são colocados em uso na condição temperado e revenido. Para trabalhar o material, este deve estar na con-
dição recozido. 
 
▪ resistência ao desgaste: 
 
▪ tenacidade: 
É um requisito fundamental, já que muitas das operações realizadas por aços ferramenta estão sujeitas à 
esforços dinâmicos pesados, como, por exemplo, um ferramental pneumático. O grau de tenacidade reque-
rido de um material deste tipo deve estar de acordo com a aplicação dada. 
 
▪ dureza a quente (somente para as situações de trabalho em alta temperatura): 
Significa uma excelente resistência a fluência, onde o material possui muito pouca perda no limite de escoa-
mento quando trabalha à temperaturas elevadas. 
 
▪ temperabilidade (capacidade de endurecimento do núcleo): 
É diretamente ligada à profundidade de endurecimento. Um material é dito de alta temperabilidade quando 
possui capacidade de endurecer tanto na superfície quanto no núcleo (curva Jominy com uma queda mais 
suave, dando uma maior probabilidade de formação de martensita). Já, materiais de baixa temperabilidade 
não conseguem formar martensita muito distante da extremidade da peça (curva Jominy com uma queda 
brusca). A temperabilidade é importante nos aços ferramenta, principalmente no caso de ferramentais que 
são reafiados com o tempo. Toda vez que o material está com desgaste excessivo, tem que ser reafiado. Essa 
afiação irá remover material a partir da superfície, indo em direção ao núcleo. Se o ferramental for de um aço 
de baixa temperabilidade vai chegar em uma região em que não se tem mais a mesma dureza anterior, por-
tanto, não irá se obter o resultado desejado de na usinagem ou então os períodos entre as afiações irão 
diminuir muito mais, devido a uma perda da capacidade de corte da ferramenta. 
 
▪ reduzido tamanho de grão: 
Objetivo de ajudar não só na questão da tenacidade, melhorando-a, como também influenciando no aumen-
to da dureza e de resistência mecânica. 
 
 
Principais Grupos e Classificação SAE/AISI: 
 
Grupo SAE W (aços temperáveis em água): 
- mais simples do ponto de vista de composição, em custo, etc.; 
- só para trabalho a frio (não tem requisito de dureza a quente); 
- não possui resistência a desgaste muito boa, pois possui muito pouco elemento de liga (endurecimento é 
praticamente carbono); 
- C (0,6 a 1,4%) ou pequenas adições de Cr / V; 
- para aplicações de menor desgaste e menor produção; 
- aplicação: lâminas de guilhotina para corte de materiais mais dúcteis e de menor espessura, matriz de es-
tampagem para materiais mais dúcteis (situações de trabalho a frio onde o esforço não é muito grande). 
 
 
 
2
Grupo SAE O, A e D (aços para trabalho a frio ou indeformáveis): 
- material só para trabalho a frio; 
- assim denominados por estarem menos sujeitos a alterações geométricas ou dimensionais; 
- aço indeformável: não tem nada a ver com alguma dificuldade de deformação plástica que ele apresente, 
mas sim pelo baixíssimo grau de empeno que este possui. O grau de empeno está ligado às tensões internas 
causadas pelo resfriamento brusco e pela reação de formação de martensita. A forma de aliviar as tensões 
que o material encontra é se deformando. O empeno é a resposta que o material dá para o altíssimo nível de 
tensões internas (pode empenar no aquecimento, na têmpera e pela presença de austenita retida). Vale res-
saltar ainda que o revenido alivia as tensões internas, mas não desempena a peça. 
 
▪ séries: O temperável em óleo (C ≈ 0,9 a 1,2%; Mn; Si; Cr; W) 
 A temperável ao ar (C; Mn; Cr; Mo) 
 D temperável em óleo ou ao ar (C; Cr; Mo) 
 
- O (baixa liga)  A  D (alta liga) 
- grau de indeformabilidade: o aço da série D é mais indeformável do que o aço da série A, que por sua vez é 
mais indeformável do que a série O; 
- no caso da série A e D, onde é possível a têmpera ao ar, isto é possível devido ao teor de carbono e teor de 
elementos de liga, os quais deslocam as curvas do diagrama de resfriamento contínuo para a direita. Entre-
tanto, não é só o deslocamento das curvas que vai ser alterado. Além desse deslocamento, também vai haver 
alteração nas temperaturas de início e fim de formação de martensita (Ms e Mf), portanto se a linha Mf cair 
para baixo da temperatura ambiente tem-se o risco de formação de austenita retida (o elemento que mais 
influencia é o Cr). A austenita retida é instável, ou seja, qualquer coisa que faz no material provoca a mudan-
ça dela para martensita não revenida. Por isso que nesses aços resfriáveis ao ar deve-se ter um controle rigo-
roso no tratamento térmico; 
- aplicação: todos citados para a série W (se tiver maior desgaste e maior produção, vale a pena utilizar estes 
da série O, A ou D, pois a vida útil será muito maior); 
- caso particular de aplicação: ferramentais metrológicos (devido ao atrito: calibres de boca ou calibres tam-
pão). 
 
Grupo SAE L e S (aços resistentes ao choque): 
- aços desenvolvidos visando resistência a fadiga e resistência ao choque; 
- %C ≈ 0,5 e para endurecimento, elementos formadores de carbonetos (Cr; Mo; V); 
 
▪ ao Si: tenacidade (maximiza a tenacidade, aplicações aonde o movimento de impacto é primordial) 
ex. (S2; S4; S5) 
▪ ao W: resistência ao desgaste (maximizando a resistência ao desgaste) 
ex. (S1) 
▪ ao Cr-V: r tenacidade resistência ao desgaste (situação intermediária) 
ex. (L2) 
 
- a escolha é entre a tenacidade ou o desgaste que o determinado ferramental vai pedir do material; 
- aplicação: cinzéis, talhadeiras, ferramentas pneumáticas, punções, etc.; 
- aplicação S2, S4, S5: talhadeiras; matrizes de cunhagem; 
- aplicação S1: ferramentas pneumáticas; brocas (concreto, rocha); 
- aplicação L2: ferramentas de cravar rebites; punções; matriz de fundição sob pressão de metais ou ligas de 
baixo ponto de fusão (Zn, por exemplo); 
- obs.: evitar descarbonetação durante tratamento térmico. 
 
 Grupo SAE H (aços para trabalho a quente): 
- comercializados na condição de recozido; 
- usados para trabalho a quente ou fundamentalmente para fabricação de matrizes de conformação mecâni-
ca, onde há temperaturas elevadas; 
 
3
 - não é um aço interessante para usinagem, embora sendo um aço para trabalho a quente, pois não vai ter o 
grau de endurecimento necessário, devido ao teor de carbono relativamente baixo; 
- aços de teor de carbono mais baixo: médio carbono (0,3 a 0,6%) 
- H1: ao Cr (+Mo ou W) - H10, 11, 12, 13, 14, 16, ... 
- H2: ao W - H21, 22, 24, 26, ... 
- H4: ao Mo - H41, 42, 43, ... 
 
▪ Cr-Mo: 
- utilização (matriz de fundição sob pressão, forjamento, extrusão - processos de conformação on-
de normalmente utiliza-se o material a ser conformado em altíssimas temperaturas); 
- requisito de tenacidade (resistência e tenacidade em valores razoáveis em alta temperatura); 
- utilizar forno de atmosfera controlada ou banho de sal para evitar descarbonetação; 
▪ Cr-W: 
- %Cr = %W; 
- similar ao Cr-Mo (diferença no custo); 
- também apresenta problemas de descarbonetação; 
▪ W: 
- melhor dureza a quente sem requisito de tenacidade (ganha em termos de endurecimento, limite 
de escoamento, porém não tem a mesma qualidade na questão da tenacidade); 
- usar dureza secundária; 
▪Mo: 
- pouco utilizados, substitutos dos aços ao W. 
 
Grupo SAE T e M (aços rápidos): 
- %C e % de elementos de liga; 
- extremamente ricos em elementos de liga; 
- séries T e M; 
- em ambos os casos encontraremos aços rápidos com ou sem cobalto. O cobalto (Co) dá um acréscimo na 
dureza a quente, umexemplo é que ajuda em termos de retardar o revenido, e com isso pode-se trabalhar 
em temperaturas mais altas sem perda de dureza. 
 
SS: speed steel 
HSS: high speed steel (são os que possuem a adição de cobalto) 
 
Em termos de usinagem, comparando os dois casos acima, os aços HSS são possibilitados de fazer opera-
ções muito mais pesadas, com parâmetros muito mais pesados (avanço, velocidade de corte, profundidade 
de corte) do que os aços SS. O material demora mais para perder o fio, mantendo a capacidade de corte 
mesmo com os parâmetros citados “pesados”. A vida útil da ferramenta HSS para as mesmas condições de 
usinagem é muito maior do que um aço rápido SS. Entretanto não há termo comparativo com as pastilhas 
cerâmicas (carboneto de tungstênio, carboneto de titânio). O único problema destas últimas ocorre devido à 
vibração, onde o equipamento não pode ter folga. Entretanto, são ferramentas de capacidade de trabalho 
muito superior aos aços. 
 
▪ série T (mais utilizados, W dá dureza a quente melhor do que o Mo): 
ao W: T1, 2, 3, 7, 9 
 T4, 5, 6, 8 (+Co) 
 
▪ série M (molibdênio substituindo parcialmente o tungstênio): 
ao Mo: M1, 2, 3, 4, 10 
 M6, 30, 34, 35, 36 (+Co) 
 
 
 
 
 
 
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Classificação SAE/AISI para aços-ferramenta 
 
 
 
 
Tratamento Térmico nos Aços Ferramenta: 
 
É fundamental para ter o material nas condições que precisa e é mais difícil desfazer o erro de tratamento 
térmico no caso dos aços ferramenta. 
Em termos de aquecimento, muda muito devido ao grupo de aço ferramenta (varia de 770 até 1315ºC). 
Quanto mais elemento de liga o aço ferramenta tiver, mais alta vai ser a temperatura de aquecimento (ele-
mento de liga: temperatura de austenitização). 
 
A partir do momento que o aço é fundido pela primeira vez e é introduzido o elemento de liga, na primeira 
solidificação já começa a formação de carbonetos dos elementos de liga. Para garantir o resultado do trata-
mento térmico, tem que dissolver os carbonetos quando do aquecimento da peça (homogeneizar tudo). A 
finalidade do tratamento é austenetizar e homogeneizar o material. Quanto mais elementos de liga e, conse-
qüentemente, mais carbonetos de elementos de liga tiver, mais alta tem que ser a temperatura do tratamen-
to. Por exemplo, têm-se uma temperatura extrema nos aços rápidos (H, M, T), que possuem maior quantida-
de de elementos de liga, enquanto que no caso dos aços W, S, O, têm-se temperaturas menores em termos 
do aquecimento. 
 
O objetivo do aquecimento é quebrar a ligação carbono-elemento de liga (carbonetos) para homogeneizar o 
material e garantir, no resfriamento, a formação dos precipitados de acordo com a velocidade que é dada, de 
acordo com o tipo de resfriamento feito. 
 
Devido à alta temperatura, às vezes é necessário dividir o aquecimento em duas etapas. Se a temperatura de 
tratamento for muito elevada, o tempo que o material vai levar para chegar até a determinada temperatura é 
muito demorado e o problema disso é que pode acabar tendo um crescimento excessivo de grão ou então a 
formação de estruturas aciculares (textura acicular ou de Widmanstätten), o que é prejudicial do ponto de 
vista da tenacidade, indo contra uma propriedade fundamental dos aços ferramenta. 
 
5
 
A divisão do aquecimento em duas etapas consiste em, ao invés de aquecer de uma vez só, fazer o ciclo 
térmico do tratamento da seguinte forma: 
- aquece um pouco acima da temperatura de austenitização; 
- mantém-se a homogeneidade nesta temperatura; 
- depois vai até a temperatura final. 
 
Essa divisão em duas etapas serve para evitar que o material fique muito tempo sob temperatura elevada, o 
que causa os problemas citados acima. A divisão não é necessária para os aços ferramenta que tem tempera-
tura de austenitização baixa. Só é necessário para os aços que tem temperatura austenitização acima de em 
torno de 1100ºC, como os da série H, T e M. 
 
Com a divisão do tratamento, tem-se uma economia no tempo total de aquecimento, devido a diminuição 
no tempo de encharcamento. O tempo de permanência é menor, pois o gradiente em termos de temperatu-
ra da peça está menor. A divisão diminui o tempo de exposição na alta temperatura, pois quanto maior o 
tempo de exposição, maior é a probabilidade do crescimento excessivo de grão e formação de estruturas 
aciculares. O tempo de permanência em altas temperaturas em um tratamento normal serve para garantir 
que a superfície e o núcleo cheguem a mesma temperatura. 
 
▪ Descarbonetação e oxidação: 
Deve-se tomar cuidado com problemas de oxidação e descarbonetação (fundamentalmente de descarbone-
tação), principalmente nos aços carbono para ferramenta, naqueles onde o endurecimento é de acordo com 
a presença do carbono. 
 
O aquecimento destes aços normalmente é feito em um forno de mufla, que é um forno de ambiente gaso-
so. Ao colocar o aço a uma alta temperatura neste ambiente gasoso, teremos duas conseqüências: 
- reação do oxigênio com o ferro, tendo a formação de uma carepa de óxido; 
- reação do oxigênio com o carbono, formando CO e CO2 e perdendo carbono para a atmosfera do forno. 
 
Perder carbono em um aço da série H ou S é extremamente problemático, pois eles já têm muito pouco teor 
de carbono. 
 
▪ Evitar problemas de descarbonetação e oxidação: 
 
1) fazer empacotamento: 
Consiste em pegar uma caixa metálica e colocar nesta qualquer granulado que proteja contra o ambiente do 
forno. Coloca-se granulado pronto ou então, na ausência deste, utiliza-se limalha de usinagem, cal, carvão 
moído, areia, etc. Desta forma evita-se que o carbono se perca para a atmosfera do forno, afastando a peça 
desta atmosfera. 
Em alguns casos faz-se a utilização de uma amarração para o tratamento, que significa amarrar a peça em 
um arame para facilitar a remoção da peça e mergulhar no meio de resfriamento, para garantir o tempo de 
resfriamento suficiente. 
 
2) substituição do tipo de forno tradicional (do tipo mufla): 
Faz-se utilização de forno de banho de sal. Consiste em um cadinho metálico envolvido por um tijolo refratá-
rio pelo qual corre uma resistência elétrica. 
Vai ter aquecimento provocado pela resistência elétrica e dentro do cadinho coloca-se uma substância de 
característica salina (substância que quimicamente seja um sal). No aquecimento funde o sal e então mergu-
lha-se a peça no cadinho (o sal fundido é o meio de aquecimento). Este forno normalmente é um forno de 
poço, circular, feito no chão. Normalmente tem um sistema basculante para cima ou lateral (mais comum) 
para entrar com a peça. O aquecimento é feito em contato com o sal. Como não tem mais a atmosfera oxi-
dante, deixa de ter o problema de oxidação. Este sal é escolhido em função do material (sal inerte em relação 
ao material que está sendo tratado), tendo em vista problemas de corrosão do material. 
 
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Outra vantagem deste tipo de forno é que o tempo de permanência e de aquecimento cai muito (reduz a 
metade ou até ¾). 
Entretanto, é um forno mais caro e ainda perigoso, devido ao risco de vapor de cianeto quando do aqueci-
mento dos sais, tendo que garantir uma exaustão muito boa diretamente sobre o forno. Além disso, não 
pode ter choque térmico, o que ocasiona o problema de “espirro de sal fundido”. Por isso, normalmente 
entra-se com a peça (material em questão) e com o ferramental (tenaz, etc.) pré-aquecido em pelo menos 
uns 200ºC para garantir que não terá choque-térmico. 
 
3) utilização de atmosfera controlada: 
É o método mais caro de todos. Utilização de uma atmosfera inerte (para o aço normalmente uma atmosfera 
de nitrogênio). 
 
 
Tratamentos Térmicos 
 
▪ Normalização: 
- é feita como se fosse um recozimento pleno (ao término do tempo de encharcamento desliga-se o forno e 
deixa a peça esfriar dentro do forno); 
- no caso dos aços A tem que fazer a normalização como se fosse um recozimento pleno, pois são aços que 
sofrem têmpera ao ar; 
- todos os aços que podem vir a sofrer têmpera ao ar sofrem esse tipo de normalização. A maioria são aços 
com elementos deliga em abundância, o que desloca a curva do diagrama de resfriamento contínuo para a 
direita; 
- finalidades idênticas aos C comum; 
- aplicar como recozimento pleno nos muito ligados (≈ 850ºC). 
 
▪ Recozimento Total, Recozimento Pleno ou Recozimento: 
- na condição temperado e revenido o material estará com uma dureza altíssima, sendo difícil a usinagem, 
por isso os materiais são adquiridos na condição recozida para que as usinagens da matriz ou ferramenta 
possam ser realizadas e somente em seguida é feito o tratamento de têmpera e revenido. Estado como ad-
quirido (possibilitar deformação a frio). Por fim, pode ser possível algum acabamento final, entretanto apenas 
para retificação; 
- toda matéria bruta (estado bruto, comercial ou natural) é na condição recozida; 
Ciclo: material recozido  operação de transformação  têmpera e revenido  se necessário em termos de 
conformação, retificação posterior, acerto geométrico (operação de acerto de forma, geometria e dimensões, 
sendo a única etapa feita após o tratamento de têmpera e revenido; 
- aços de alto teor de elementos de liga (recozimento controlado para os materiais com muitos elementos 
de liga susceptíveis à tempera ao ar): se na normalização teria que fazer um recozimento, no recozimento 
tem que fazer além, ou seja, manter o forno ligado e gradativamente diminuir a temperatura do forno, ob-
tendo-se um resfriamento extremamente lento (10ºC/hr); 
- cementita esferoidizada; 
- deve-se tomar cuidado no recozimento, principalmente nas séries W e O, pois estes são aços com altíssimo 
carbono e com elevado teor de Mn, e normalmente há a tendência de formação de uma rede de cementita 
no contorno de grão (aço hipereutetóide) que dificilmente é eliminada na reaustenitização quando aquece 
para realizar o tratamento térmico e com isso há uma tendência muito forte nesses aços de sofrer trinca de 
têmpera e trinca de retífica. Ou seja, ele pode trincar no tratamento de tempera ou pode trincar pós têmpera 
na usinagem que é realizada como acabamento final; 
Obs.: recozimento errado em aços das séries W e O com elevado Mn  formação de rede de Fe3C que não é 
eliminada por austenitização  trincas de têmpera ou de retífica. 
 
▪ Recozimento Subcrítico (recozimento para alívio de tensões): 
- recozimento que não altera microestrutura; 
- normalmente utilizado para uma usinagem mais grosseira (profundidade de corte maior, muito material a 
ser retirado na usinagem); 
 
7
- usualmente feita entre 550 e 650 ºC (abaixo da zona crítica, não tem recristalização nesse aquecimento); 
- como a temperatura é mais baixa, os níveis de oxidação são baixos, não sendo necessárias atmosferas es-
peciais. 
 
Tratamento de Beneficiamento (têmpera e revenido): 
aço para beneficiamento: aço com grande dureza e boa tenacidade; 
 
▪ Têmpera: 
É aplicada quando a peça já está pronta. Tem-se que pensar não só em forma de material, mas também em 
termos da geometria (forma). A forma afeta em termos significativos o resultado da têmpera. Uma peça 
complexa é mais perigosa na têmpera, pois a peça estará cheia de concentradores naturais de tensão (con-
centradores geométricos de tensão). Por isso não se pode, na hora da têmpera, pensar única e exclusivamen-
te em termos do material, mas sim em termos da geometria e da forma. 
 
Se a temperatura de têmpera for menor do que 900ºC pode fazer o tratamento direto, com aquecimento em 
uma única etapa, a não ser que a peça possua geometria complexa. 
 
Se a temperatura de têmpera for maior do que 900ºC e a peça tiver uma geometria muito complexa deve ser 
feito o duplo aquecimento (aquece até uma primeira etapa, permanece, e depois vai para a temperatura final 
de tratamento térmico) para garantir que não vai haver um excesso de tensões por aquecimento da peça. 
 
Em aço ferramenta no que diz respeito a alterar parâmetros de tratamento térmico não é tão comum. Deve-
se garantir, respeitar e seguir a faixa de temperatura recomendada. Se não seguir o recomendado, pode não 
vir a ter o resultado mecânico desejado. 
 
Seguir recomendação, principalmente para os aços que terão temperatura de tratamento térmico de têmpe-
ra muito alta, devido ao problema de crescimento excessivo de grão por excesso de exposição à temperatura 
elevada, resultando em uma perda de tenacidade. 
 
Resfriamento: 
- água; 
- óleo; 
- ar. 
 
Em água e óleo deve-se garantir que a temperatura do meio não ultrapassasse 30ºC e que o óleo não ultra-
passe 60ºC. Significa que tem que ter um volume adequado de líquido para garantir a têmpera correta. De-
ve-se garantir que tenha nível de água e óleo suficiente para que o líquido não superaqueça, o que resulta 
na diminuição da velocidade de resfriamento, que por conseqüência pode ter o risco de não ter a formação 
de martensita, ou seja, não chegar na dureza que precisa. 
 
Deve-se: 
- ter volume suficiente em água ou em óleo; 
- garantir o mínimo de renovação da peça com o meio (circular a peça para renovar o meio circunvizinho em 
relação à superfície, através de um certo grau de agitação). Ao ar essa renovação se dá automaticamente. 
 
No caso de têmpera ao ar, se a peça for pequena o ideal é fazer o resfriamento da peça completamente ao 
ar, ou seja, sem pousá-la em algum lugar, pois se pousar, a superfície em contato terá uma taxa de resfria-
mento diferente. O ideal é fazer uma amarração de arame para deixar a peça suspensa completamente, en-
volvida ao ar. 
 
Contaminação da água e do óleo: óleo normalmente contaminado com água e água normalmente contami-
nada com sabão, detergente, pasta, etc. Um teor de sabão em 2% diminui a velocidade de resfriamento da 
água em 15%. Portanto, a contaminação fará com que não seja garantido o objetivo da têmpera. O óleo 
utilizado deve ser específico, devido ao problema de incêndio. Deve ser um óleo com um grau de inflamabi-
 
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lidade muito menor, diminuindo risco de incêndio, fora o fato deste durar muito mais como meio de resfria-
mento. 
 
Os meios de resfriamento devem ser altamente controlados: 
- água: purificação, volume suficiente para não superaquecer; 
- óleo: próprio para têmpera e volume suficiente. 
 
▪ Revenido: 
A aplicação tem que ser feita de forma imediata. Se esperar corre o risco de trincamento, devido ao acúmulo 
de tensões. Na maioria dos aços recomenda-se que seja feito direto o revenido, sem esperar resfriar até a 
temperatura ambiente (temperatura morna ≈ 100ºC após o fim da têmpera, revenido em peça morna). 
 
Dependendo do tipo (composição): 
revenido de baixa temperatura: 120 a 350ºC C comum ou baixa liga 
revenido de alta temperatura: 600 a 650ºC alta liga 
 
C comum ou baixa liga: as curvas de revenido têm a forma tradicional (quanto maior a temperatura que for 
realizada o tratamento, menor é a dureza). Há uma queda contínua de dureza com a temperatura de trata-
mento (comportamento natural dos aços mais simples). Acima de 300ºC para a maioria desses aços passa a 
ter dureza baixa. Depois do revenido é usual uma dureza aproximadamente acima de 45 HRC. Neste caso, a 
curva do diagrama de transformação está muito mais para a esquerda. 
 
 
 
Aços de alta liga: a curva de revenido é praticamente um patamar com uma queda muito suave e tem-se um 
fenômeno de endurecimento secundário ou dureza secundária do revenido. Tem-se na curva de revenido 
(dureza x temperatura) a presença de um pico de dureza a uma determinada faixa de temperatura, o que 
ocorre por uma superprecipitação de carbonetos. Esses aços de altíssima liga são os aços que possuem as 
curvas de transformação superdeslocadas para a direita. 
 
 
 
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Possibilidade ou necessidade de fazer um Duplo Revenido ou Revenido Múltiplo: 
- normalmente aplicável para os aços que tem formação de austenita retida após a têmpera; 
- a austenita retida é uma estrutura metaestável e qualquer energia que der vai transformar em martensita, 
sendo necessário um segundo revenido para garantir 100% de martensita. Só é aplicável para os aços que 
após a têmpera não é garantido 100% de