Temperabilidade 1

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Tratamentos térmicos e superficiais (39-191)
Prof. Dr. Tonilson Rosendo
Temperabilidade
TRATAMENTOS TÉRMICOS E SUPERFICIAIS
Tratamentos térmicos e superficiais (39-191)
 Conceitos
Temperabilidade
Máxima dureza só possível com 100% de martensita;
100% de martensita só é possível se pudermos eliminar as
transformações dependentes da difusão (perlita e bainita);
Isso só é possível com um resfriamento muito rápido;
Por essa razão, a distribuição de dureza em uma peça
depende de 3 fatores:
• Tamanho da peça (gradiente térmico);
• Material (posição das curvas de transformação)
• Velocidade de resfriamento (meio, condutiv. térmica e
geometria)
Peça / Material
Tratamentos térmicos e superficiais (39-191)
SAE 1045 vs SAE 6140
- Máxima dureza no aço 1045
somente na superfície, nas barras de
0,5” e 1” (no interior a dureza cai
muito).
-  da barra =  dureza da
superfície. Núcleo sempre menor que
superfície.
- O aço SAE 6140 desenvolve
maiores valores de dureza para
todos os . Também há queda de
dureza no núcleo.
 Experimento que demonstra a temperabilidade
Temperabilidade
Têmpera em água
SAE 1045 SAE 6140
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Têmpera em óleo
- O óleo é um meio bem menos
severo que a água.
- No aço 1045, nem na barra de
0,5” formou-se 100% de martensita
na superfície.
- O aço SAE 6140 mostra uma
maior capacidade de formar
martensita.
Conclusão  O aço SAE 6140 tem uma maior temperabilidade em
relação ao aço SAE 1045.
Temperabilidade
SAE 1045 SAE 6140
 Experimento que demonstra a temperabilidade
SAE 1045 vs SAE 6140
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Ms
Tempo
Temperatura
Efeito dos 
elementos de liga
(aço ao carbono)
(aço ligado)
 Conseqüências disso:
• A martensita pode ser obtida
com menor velocidade de
resfriamento;
• Menos distorção;
• Peças maiores podem ser
tratadas térmicamente.
 Efeito do material
Temperabilidade
 Os elementos de liga atrasam as reações de formação da perlita e
bainita.
Ou seja: aumentam o tempo para a decomposição da austenita.
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 O gradiente de temperatura numa peça depende de 2 fatores:
• Habilidade do calor se difundir do interior para a superfície da peça;
• Habilidade do meio de resfriamento de remover calor da superfície da 
peça.
 Efeito do tamanho da peça na vel. de resfriamento
Temperabilidade
Vel. com que a 
superfície esfria
Vel. com que o 
núcleo esfria
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Invólucro 
de vapor
Borbulhamento
Convecção
Estágio A
Estágio B
Estágio C
O que deseja-se para um meio 
de resfriamento?
Apenas duas “coisas”:
• Alta velocidade de resfriamento em A e B
• Baixa velocidade em C
 Meio de refriamento
Temperabilidade
Minimiza trincas 
de resfriamento
Garante chegar na T desejada sem 
transformações prévias
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• Barra de 1” de diâmetro por 4” de comprimento;
• Aquecida até completa austenitização;
• Resfriamento controlado em um dispositivo por meio de um jato de água contra uma
de suas extremidades;
• Taxas de resfriamento desde aquelas associadas com água até ar;
• Após o resfriamento, faz-se a medida da dureza em HRC a cada 1/16” ao longo do
comprimento, a partir da ponta temperada;
• Com as curvas Jominy, pode-se comparar a temperabilidade entre aços diferentes.
Grande vantagem  caracteriza a temperabilidade de um aço a partir de um
único corpo de prova ao invés de uma série de barras redondas.
Características do ensaio:
 Ensaio Jominy
Temperabilidade
• Como é feito? Um corpo de prova padrão é resfriado a partir de uma das
extremidades por um jato d’água.
Avalia o efeito da velocidade de resfriamento no perfil de dureza de
uma peça temperada.
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Este resfriamento na extremidade faz com que o CP experimente uma faixa
ampla de taxas de resfriamento. Desde aquelas associadas com resfriamento
em água até ao ar.
Temperabilidade
 Ensaio Jominy
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Dispositivo utilizado no ensaio Jominy.
Dispositivo de ensaio 
(bancada) Jominy
30 25
Corpo de Prova Jominy
Temperabilidade
25
100
 Ensaio Jominy
CP
102
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Avaliação de dureza ao longo das faces, 
retificadas, a cada 1/16” da ponta.
Gráfico:
Dureza x distância da ponta temperada
Curva Jominy
• Direção ao centro =  vel. de resfriamento = menos martensita
Temperabilidade
• Superfície da barra  vel. máxima de resfriamento
Forma 100% de martensita, logo, obtém-se máxima dureza (~60HRc).
 Ensaio Jominy
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Aços em comparação:
Taxa de resfriamento
São aços com a mesma quantidade
de carbono, mas com diferentes
quantidades de elementos de liga.
4340 – 1,85Ni;0,8Cr;0,25Mo
4140 – 1Cr;0,2Mo
8640 – 0,55Ni;0,5Cr;0,2Mo
5140 – 0,85Cr
4340 =  temperabilidade
Martensita mesmo para baixas 
taxas de resfriamento
Mesma %C  mesma dureza 
da martensita (57HRc)
1040 = 30HRc (~7mm) VS 4340 = 50HRc (~50mm)
Temperabilidade
 Ensaio Jominy
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Variações inevitáveis de composição
e tamanho de grão
Resultado  dispersão na 
temperabilidade 
Faixas ou bandas de 
dureza
Temperabilidade
 Banda de temperabilidade