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FACULDADE DE TECNOLOGIA 
SENAI “NADIR DIAS DE FIGUEIREDO” 
DARCIO PELEGRINI MIRANDA
FLÁVIO DOS PRAZERES RAMOS JUNIOR
RODRIGO BARBALHO SANTOS 
SAULO CAETANO SALAZAR 
INFLUÊNCIA DO PRÉ-TRATAMENTO TÉRMICO NA 
DEFORMAÇÃO DIMENSIONAL E GEOMÉTRICA DO CORPO 
DE PROVA NAVY-C EM AÇO SAE 4140 TEMPERADO E 
REVENIDO
OSASCO
2019
DARCIO PELEGRINI MIRANDA
FLÁVIO DOS PRAZERES RAMOS JUNIOR
RODRIGO BARBALHO SANTOS 
SAULO CAETANO SALAZAR 
INFLUÊNCIA DO PRÉ-TRATAMENTO TÉRMICO NA DEFORMAÇÃO 
DIMENSIONAL E GEOMÉTRICA DO CORPO DE PROVA NAVY-C EM 
AÇO SAE 4140 TEMPERADO E REVENIDO
Projeto Integrador apresentado à 
Faculdade de Tecnologia SENAI 
“Nadir Dias de Figueiredo” em 
Processos Metalúrgicos para a 
obtenção do título de Tecnólogo 
em Processos Metalúrgicos sob 
a orientação técnica do Prof. 
Esp. Paulo Sergio de Freitas e 
orientação técnica do Prof. Me. 
Odilon de Moraes Junior e 
orientação metodológica do 
Prof. Marcelo Lopes da Silva.
OSASCO
2019
DARCIO PELEGRINI MIRANDA
FLAVIO DOS PRAZERES RAMOS JUNIOR
RODRIGO BARBALHO SANTOS
SAULO CAETANO SALAZAR
Projeto Integrador apresentado à Faculdade SENAI de Tecnologia em Processos 
Metalúrgicos para obtenção do título de Tecnólogo em Processos Metalúrgicos. 
Orientadores: Prof. Esp. Paulo Sergio de Freitas e Prof. Me. Odilon Moreira Junior.
INFLUÊNCIA DO PRÉ-TRATAMENTO TÉRMICO NA DEFORMAÇÃO 
DIMENSIONAL E GEOMÉTRICA DO CORPO DE PROVA NAVY-C EM 
AÇO SAE 4140 TEMPERADO E REVENIDO
Orientador: ____________________________________________________
Prof. Esp. Paulo Sergio de Freitas
Orientador: ____________________________________________________
Prof. Me. Odilon de Moraes Junior 
Examinador: ___________________________________________________
Prof. Me. Sergio Pamboukian
Examinador: ___________________________________________________
Prof. Esp. Reginaldo Rodrigues de Souza
Osasco, 06 de dezembro de 2019.
DEDICATÓRIA
Dedicamos este trabalho primeiramente а Deus, por 
ser essencial em nossas vidas, autor de nossos 
destinos, nosso guia, socorro presente na hora da 
angústia, аоs nossos familiares, amigos e todos os 
alunos do curso superior 3SN, pelos momentos de 
alegria e companheirismo. 
AGRADECIMENTOS
Agradecemos primeiramente a Deus por ter nos 
dado saúde е força para superar as dificuldades, 
Aos nossos pais, amigos e familiares pelo amor, 
incentivo е apoio incondicional, À Instituição SENAI 
– Osasco 1.19 “Nadir dias de Figueiredo” pelo que 
nos proporcionou durante todos esses anos, Aos 
nossos professores orientadores Prof. Marcelo 
Lopes da Silva, Prof. Paulo Sergio de Freitas e Prof. 
Odilon Moreira Junior pela orientação, apoio е 
confiança.
EPÍGRAFE
“Se o dinheiro for a sua esperança de 
independência, você jamais a terá. A única 
segurança verdadeira consiste numa reserva de 
sabedoria, de experiência e de competência” (Henry 
Ford). 
RESUMO
Os processos de tratamento térmico são utilizados ​visando melhorar as 
propriedades do material de acordo com sua aplicação final, todavia ao realizar esse 
processo é gerado deformações geométricas e dimensionais, devido ao 
aquecimento e resfriamento muitas vezes brusco, dependendo do processo, por isso 
é importante prever essas distorções, de modo que se possa projetar correções 
corretivas na geometria da peça pós-tratamento térmico, levando assim a uma peça 
final com forma e dimensões adequadas.
Este estudo apresenta os resultados de estudos práticos da deformação 
gerada na têmpera do corpo de prova Navy-C fabricado em aço SAE 4140, sendo 
analisada a distorção causada pela contração térmica e transformação de fase. 
Analisando através de ensaios dimensionais com a máquina de medir por 
coordenadas para obter as distorções geradas no processo, ensaios metalograficos 
para analisar as microestruturas obtidas e verificar o sucesso da Têmpera, ensaios 
de dureza dos corpos de prova Navy-C para verificar a resistência do material e a 
deformação plástica.
 
Palavras chave: Tratamento Térmico. Navy-C. SAE 4140. Usinagem. Dimensional. 
Contração térmica.
ABSTRACT
The heat treatment processes are used to improve the properties of the 
material according to its final application. However, this process generates 
geometric and dimensional deformations due to the often sudden heating and 
cooling, depending on the process, so it is important to predict these distortions 
so corrective corrections can be projected into the geometry of the post-heat 
treatment part, leading to a final part of proper shape and size.
This study presents the results of practical studies of the deformation 
generated in the temper of the Navy-C model made of SAE 4140 steel, and the 
distortion caused by thermal contraction and phase transformation is analyzed. 
Analyzing through dimensional tests with the coordinate measuring machine to 
obtain the distortion generated in the process, metallographic tests to analyze the 
microstructures obtained and check the success of the têmpera, hardness tests 
of Navy-C specimens to check the resistance of the material and the plastic 
deformation.
Keywords: Heat Treatment. Navy-C. SAE 4140. Machining. Dimensional. Thermal 
contraction.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Estrutura Cristalina conforme diagrama de fases 13
Figura 2 - Representação da microestrutura Ferrita (F) e Perlita (P) 14
Figura 3 - NAVY-C Modelo padrão 1A 17
Figura 4 - NAVY-C Modelos padrões 1B e 1C 17
Figura 5 – Torneamento e Faceamento 19
Figura 6 – Eletroerosão a fio 20
Figura 7 Paralelismo 21
Figura 8 – Máquina de Medir por Coordenadas Mitutoyo 22
Figura 9 - Stationary Optical Emission Spectrometers 33
Figura 10 – Escala de dureza em máquina Rockwell 35
Figura 11 – Cut-Off 38
Figura 12 – Mudança de direção em troca de lixa 39
Figura 13 – Classificação da TAG por processo 42
Figura 14 – Tarugo SAE 4140 42
Figura 15 – desenho Técnico em mm 43
Figura 16 - Mapa de pontos (MMC) 43
Figura 17 – Isométrico 44
Figura 18– Serra de Fita 45
Figura 19 – Corte com serra de fita 45
Figura 20 – Tarugo cortado 46
Figura 21 – Torno ROMI 46
Figura 22 – Faceamento do tarugo 47
Figura 23 – Limpeza do tarugo 47
Figura 24 - Corte do tarugo torneado 48
Figura 25 – Retifica Plana 48
Figura 26 – Acabamento superficial na retifica plana 49
Figura 27 – Corpos de prova retificados 49
Figura 28 – Passe lateral para fixação 50
Figura 29 – Corte por Eletroerosão a Fio 50
Figura 30 – Visualizador do programa 51
Figura 31 – Corpo de prova Navy-C 51
Figura 32 – Espectrômetro 52
Figura 33 – Parâmetros de pré-tratamento térmico 53
Figura 34 – Paramentos de Têmpera e Revenimento 54
Figura 35 – mapa de pontos para ensaio dimensional 56
Figura 36 – Maquina de medir por coordenada 57
Figura 37 – Durômetro 58
Figura 38 – Mapa de pontos para ensaio de dureza. 59
Figura 39 – Secção para análise metalografica do tarugo 60
Figura 40 - Secção para análise metalografica do corpo de prova pré 60
Figura 41 – Corpo de prova embutido 61
Figura 42 – Lixadeira orbital de bancada 61
Figura 43 – Politriz orbital de bancada 62
Figura 44 – Metalografia do tarugo SAE 4140 - matéria prima 63
Figura 45 – Metalografia do Corpo de Prova Recozido - RUT 64
Figura 46 – Metalografia do Corpo de Prova Normalizado - NUT 65
Figura 47 – Metalografia do Corpo de Prova com Alivio de Tensões - AUT 66
Figura 48 - Metalografia do corpo de prova temperado e revenido, região de analise 
ponta. 66
Figura 49 - Metalografia do corpo de prova temperado e revenido, região de analise 
base. 67
LISTA DE DIAGRAMA
Diagrama 1 - Diagrama de equilíbrio Fe-C 14
Diagrama 2 – Curva de Temperabilidade Aço SAE 4140 27
Diagrama 3 - TTT do aço SAE 4140 28
Diagrama 4 - Intervalos de formação da martensita tipo ripas e tipo placas. 30
Diagrama 5 – Curva de Revenimento. Têmpera a partir de 850ºC 31
Diagrama 6 – Dureza pós Revenimento 54
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – Tratamento Térmico de Alivio de Tensões 23
Gráfico 2 – Tratamento Térmico de Recozimento 25
Gráfico 3 – Tratamento Térmicode Normalização 26
Gráfico 4 - Esquemático de um tratamento térmico de têmpera e revenimento 27
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Composição química do aço SAE 4140 13
Tabela 2 - Propriedades Mecânicas do aço SAE 4140 15
Tabela 3 - Propriedades do aço SAE 4140 pós-Têmpera 29
Tabela 4 – Influencia dos elementos de liga no Aço 32
Tabela 5 – Escala de Dureza Rockwell 36
Tabela 6 – Plano de Fabricação e Rastreabilidade 41
Tabela 7 – Análise da composição química do aço SAE 4140 67
Tabela 8 – Carbono enxofre 68
Tabela 9 - Resultado dimensional LOTE 01 (Comparação do corte inicial com o 
temperado) 69
Tabela 10 – Resultado dimensional LOTE 02 (Comparação da dimensão nominal 
com o pré-tratamento) 70
Tabela 11 - Resultado dimensional LOTE 02 (pós-têmpera e revenimento) 71
Tabela 12 – Ensaio de dureza dos corpos de prova pré-tratados 72
Tabela 13 – Ensaio de dureza dos corpos de prova pós-têmpera e revenimento 72
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ACM. Aços para Construção Mecânica
AUT. Alivio de Tensões, Usinado e Temperado
CCC. Cúbica de Corpo Centrado
CFC. Cúbica de Face Centrada
EUA. Estados Unidos da America
Mf. Martensita Final
MMC. Máquina de Medir por Coordenadas
Ms. Martensita Start
NUT. Normalizado, Usinado e temperado
RUT. Recozido, Usinado e temperado
SAE. Sociedade de Engenheiros Automotivos
TAG. Etiqueta
TCC. Tetragonal de Corpo Centrado
TTT. Tempo, Temperatura e Transformação
UAT. Usinado Alivio de tensões e temperado
UNT. Usinado Normalizado e temperado
URT. Usinado Recozido e Temperado
UT. Usinado e Temperado
LISTA DE SÍMBOLOS E UNIDADES
% Porcentagem 
Fe Ferro
C Carbono
Mn Manganês 
Si Silício
Ni Níquel 
Cr Cromo 
Mo Molibdênio 
V Vanádio 
°C Graus célsius 
10³ Kg/m³ Quilogramas por metro cubico 
GPa Gigapascal
Mpa Megapascal
HB Hardness Brinell 
J joule 
mm milímetros
“ Polegada
In Polegada 
+ Positivo, soma 
- Negativo subtração 
A1 Linha A1 do diagrama Ferro Carbono 
A3 Linha A3 do diagrama Ferro Carbono
Acm Linha Acm do diagrama Ferro Carbono
TX Taxa de aquecimento ou resfriamento 
p. Paginas 
h Horas
HRA Hardness Rockwell A
HRB Hardness Rockwell B
HRC Hardness Rockwell C
HRD Hardness Rockwell D
Kgf/mm² Quilograma força por milímetro quadrado
α Alfa (ferrita)
γ Delta (Austenita)
Ms Martensita inicial 
Mf Martensita Final 
± Mais ou menos
° Graus
Kgf Quilogramas força 
> Maior
< Menor
Ø Diâmetro
m/min metros por minutos
RPM Rotações por Minuto 
mm/rot milímetros por rotação 
mm/m milímetros por minuto 
l/h litros por hora
µm micros 
Kg Quilogramas
Pç Peça
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO 10
1 OBJETIVOS DO TRABALHO 11
1.1 OBJETIVO GERAL 11
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 11
2 O AÇO 12
2.1 AÇO SAE 4140 12
2.1.1 ESTRUTURA CRISTALINA 13
2.1.2 MICROESTRUTURA CRISTALINA 14
2.1.3 PROPRIEDADES MECÂNICAS DO AÇO SAE 4140 15
3 CORPO DE PROVAS NAVY-C 16
3.1 GEOMETRIA DO NAVY-C 16
4 USINAGEM 18
4.1 TORNEAMENTO 18
4.2 RETIFICA PLANA 19
4.3 ELETROEROSÃO A FIO 19
5 TOLERÂNCIA GEOMETRICA 21
5.1 PARALELISMO 21
5.2 MMC - MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS 22
6 TRATAMENTO TÉRMICO 23
6.1 ALÍVIO DE TENSÕES 23
6.2 RECOZIMENTO: 24
6.3 NORMALIZAÇÃO: 25
6.4 TÊMPERA: 26
6.4.1 DIAGRAMA TTT AÇO SAE 4140 28
6.4.2 AÇO SAE 4140 APÓS TRATAMENTO TÉRMICO 28
6.5 REVENIMENTO: 30
7 COMPOSIÇÃO QUIMICA 32
7.1 INFLUENCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA NO TT 32
7.2 ESPECTROMETRO 33
8 DUREZA 34
8.1 DUREZA POR PENETRAÇÂO 34
8.1.1 Dureza Rockwell 34
9 METALOGRAFIA 37
9.1 PREPARAÇÃO PARA METALOGRAFIA. 37
9.1.1 Corte 37
9.1.2 Lixamento 39
9.1.3 Polimento 40
9.1.4 Ataque 40
10 MATERIAIS E MÉTODOS 41
10.1 PREPARAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA NAVY-C 41
10.2 USINAGEM 44
10.2.1 Corte 44
10.2.2 Torneamento 46
10.2.3 Retifica plana 48
10.2.4 Eletroerosão a Fio 50
10.3 COMPOSIÇÃO QUÍMICA 52
10.4 PRÉ-TRATAMENTO TÉRMICO 53
10.5 TRATAMENTO TÈRMICO TÊMPERA E REVENIMENTO 53
11 MMC – MAQUINA DE MEDIR POR COORDENADAS 56
12 DUREZA 58
12.1.1 Parâmetros 58
13 METALOGRAFIA 60
13.1.1 Equipamentos 61
14 ANÁLISE DE RESULTADOS 63
14.1 MICROGRAFIA 63
14.2 ANÁLISES FÍSICAS E DIMENSIONAIS 67
14.3 ANÁLISE QUÍMICA 67
14.3.1 Dimensional 68
14.3.2 Dureza 71
CONCLUSÃO 74
TRABALHOS FUTUROS 75
REFERÊNCIAS 76
ANEXO 01 – PROPOSTA DO FORNECEDOR 78
ANEXO 02 – DESENHO TÉCNICO PADRÃO NAVY-C 79
ANEXO 03 – FICHA DE ACOMPANHAMENTO - METALOGRAFIA 80
24
INTRODUÇÃO
Muitas empresas têm problemas quando o assunto é tratamento térmico, 
principalmente em Têmpera e revenimento. Toda peça que passa por um processo 
de tratamento térmico sofre com deformações, com isso muitas dúvidas aparecem 
quando surge a necessidade de se fazer um tratamento térmico, e a questão maior 
é, será que algum pré-tratamento térmico beneficia de alguma maneira o material a 
ponto de suavizar tais deformações?
Pensando nisso será confeccionado corpos de prova de modelo NAVY-C no 
material SAE 4140 e submete-los a três pré-tratamentos térmicos que serão 
revenimento, normalização e alivio de tensões, em peças usinadas e em modelo 
bruto de fusão. E ao final desse procedimento será analisado qual que sofreu uma 
menor deformação.
1
25
2 OBJETIVOS DO TRABALHO
2.1 OBJETIVO GERAL
Analisar a influência do pré-tratamento térmico normalização, recozimento e 
alivio de tensões na deformação dimensional do corpo de prova Navy-C fabricado 
em aço SAE 4140 temperado e revenido.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Confeccionar corpos de prova em aço SAE 4140, modelo Navy-C através do 
processo de usinagem por eletroerosão a fio.
Avaliar a deformação dimensional gerada pelo processo de têmpera e 
revenimento com o auxílio da MMC (Máquina de Medir por Coordenadas).
Comparar a influência dos pré-tratamento térmico de normalização, 
recozimento e alivio de tensões.

26
3 O AÇO
O aço é uma liga binária Fe-C contendo no máximo 2,11% de carbono, sendo 
aplicado em diversas áreas na produção de peças e equipamentos de diferentes 
tipos e formas, podendo ser chapas, perfis, tubos, barras, entre outros (CHIAVERINI, 
2005).
3.1 AÇO SAE 4140
O aço SAE 4140 é um aço para beneficiamento com temperabilidade média, 
ligado ao cromo e molibdênio, utilizado na fabricação de diferentes componentes 
mecânicos onde se deseja uma boa combinação de resistência mecânica média e 
resistência à fratura, possui boa resistência à deformação pós-tratamento térmico e 
elevada resistência à fadiga.
É utilizado em componentes para sistemas mecânicos de uso geral onde o uso 
do aço SAE 1045 não se aplica por consequência de sua melhor capacidade de 
endurecimento em maiores seções transversal, resistência à fadiga e à fratura. 
Utilizado em rolamentos, cilindros, engrenagens, eixos hidráulicos, eixos furados, 
anéis, porcas e parafusos, tirantes, etc.
No mercado é possível encontrar o material nas seguintes condições de 
fornecimento e/ou na combinação das mesmas:
 Sem tratamento térmico;
 Normalizado
 Recozido 
 Com alivio de tensão
 Barras Laminadas Sem Acabamento Mecânico
 Barras Laminadas Trefiladas
 Barras Laminadas Retificadas
 Barras Forjadas
27
Segundo o catálogo ACM (Aços para Construção Mecânica) a composição 
química padrão de fornecimento é conforme norma SAE J1268 (Aços-carbono 
comuns e ligados da Série H) para fornecimento do SAE 4140, conforme Tabela 1.
Tabela 1 - Composição química do aço SAE 4140
C (%) Mn (%) Si (%) Ni (%) Cr (%) Mo (%) V (%)
0,38 ~ 0,43 0,75 ~ 1,00 0,15 ~ 0,35 ----- 0,80 ~ 1,10 0,15 ~ 0,25 -----
Fonte: (ACM – catálogo, 2007).
3.1.1 ESTRUTURA CRISTALINA 
Segundo CHIAVERINI (2005), para o aço SAE 4140 a estrutura cristalina 
encontrada abaixo da temperatura crítica 727°C é a CCC - Cúbica de Corpo 
Centrado e CFC – Cúbica de Face Centrada para temperaturas superiores a 727°C, 
conforme Figura 1.
Figura 1 – Estrutura Cristalina conforme diagrama de fases
Fonte: CHIAVERINI (2005)
28
3.1.2 MICROESTRUTURA CRISTALINA
A microestrutura cristalina presente em um aço SAE 4140 abaixo da 
temperatura crítica 727°Cé composta de Ferrita e Perlita, (CHIAVERINI, 2005), 
conforme Figura 2
Figura 2 - Representação da microestrutura Ferrita (F) e Perlita (P)
Fonte: CHIAVERINI, 2005
Segundo CHIAVERINI (2005) a microestrutura de um aço pode sofrer 
alterações conforme a composição química, principalmente em função do teor de 
carbono, como pode ser observado no diagrama 1.
Diagrama 1 - Diagrama de equilíbrio Fe-C
Fonte: CHIAVERINI, 2005
29
3.1.3 PROPRIEDADES MECÂNICAS DO AÇO SAE 4140
Conforme CALLISTER (2008), as propriedades mecânicas do aço SAE 4140 
referentes a densidade, coeficiente de Poisson, módulo de Young, resistência à 
tração, alongamento, redução de área, dureza e resistência a impacto estão 
relacionadas, conforme Tabela 2.
Tabela 2 - Propriedades Mecânicas do aço SAE 4140
Propriedades
Densidade (10³ Kg/m³) 7,7 – 8,03
Coeficiente de Poisson 0,27 – 0,3
Módulo de Young (GPa) 190 – 210
Resistencia à Tensão (MPa) 655
Tensão de Escoamento (MPa) 417,1
Alongamento (%) 25,7
Redução de Área (%) 56,9
Dureza (HB) 197
Resistência a Impacto (J) 54,5
Fonte: CALLISTER, 2008
4
30
5 CORPO DE PROVAS NAVY-C
O corpo de prova NAVY-C (anel C da Marinha) foi projetado para estudar as 
mudanças dimensionais que ocorrem no tratamento térmico de componentes 
endurecidos e/ou cementados, o poder do NAVY-C é que ele pode ser adaptado e 
usado durante a execução de ciclos de produção para determinar o desempenho 
geral, condição do forno e do processo de tratamento térmico que está sendo 
realizado nele.
O propósito do NAVY-C é revelar os seguintes tipos de informação: 
 Uniformidade da dureza (superfície, núcleo);
 Mudança dimensional;
 Distorção geométrica;
 Eficácia e uniformidade do resfriamento (tipo de óleo, agitação, 
temperatura);
 Uniformidade do tratamento de endurecimento;
 Uniformidade microestrutural (incluindo níveis de Austenita Retida)
 Estado de tensão da superfície do material
O NAVY-C normalmente são fabricados em materiais ferrosos (aço carbono, aço 
inoxidável, aço ferramenta, entre) e não ferrosos (alumínio, titânio, entre outros). É 
importante que os corpos de prova sejam feitos do mesmo material, pelo mesmo 
processo e com o mesmo ciclo de trabalho que as peças de produção. 
5.1 GEOMETRIA DO NAVY-C
Segundo a Revista Industrial Heating, são cilindros curtos com um furo 
excêntrico e aberto em um extremo, sendo que o projeto original deve estar em 
conformidade com as Especificações do Departamento da Marinha dos EUA para 
31
Aços para Ferramentas, tendo espessura de 25,4 mm (1 polegada), conforme 
apresentado na Figura 3.
Figura 3 - NAVY-C Modelo padrão 1A
Fonte: Herring, 2016
Modificações deste desenho são comuns para espelhar o tamanho e a 
espessura de peças reais sendo processadas. É importante executar os anéis C das 
mesmas dimensões físicas dentro de uma determinada carga.
Figura 4 - NAVY-C Modelos padrões 1B e 1C
Fonte: Herring, 2016
O modelo definido conforme Figura 4 ou conforme aplicação, é importante que 
todos os copos de prova seja medidos antes e depois do tratamento térmico usando 
um sistema de medição por coordenadas (MMC) para determinar com precisão as 
dimensões geométricas.
32
6 USINAGEM
A usinagem é uma forma de fabricação utilizada para criar objetos de metais, 
madeiras, polímeros entre outros. Durante este processo, os trabalhadores cortam 
materiais para alterar a aparência e forma de um produto, conforme requisito 
previamente estabelecido. A usinagem serve como uma alternativa a outras formas 
de processos de produção, incluindo a moldagem e a fundição. São um dos 
métodos mais eficazes de se criar peças muito finas, objetos com muitos detalhes, e 
que não são muitas vezes possíveis por meio de técnicas de fundição e moldagem. 
Ela pode ser utilizada para fazer uma grande variedade de produtos, desde 
parafusos, bem como objetos maiores, como ferramentas manuais e componentes 
automotivos.
6.1 TORNEAMENTO
Torneamento é a combinação de dois movimentos: rotação da peça e 
movimento de avanço da ferramenta, conforme Figura 5. Em algumas aplicações, a 
peça pode ser estacionária, com a ferramenta girando ao seu redor para cortá-la, 
mas basicamente o princípio é o mesmo. O movimento de avanço da ferramenta 
pode ser ao longo da peça, o que significa que o diâmetro da peça será torneado 
para um tamanho menor. Alternativamente a ferramenta pode avançar em direção 
ao centro, para o final da peça, o que significa que a peça será faceada. 
Frequentemente, são combinações dessas duas direções, resultando em superfícies 
cônicas ou curvas.
Figura 5 – Torneamento e Faceamento
33
Fonte: Os Autores, 2019.
6.2 RETIFICA PLANA
São altamente especializadas na atividade de retificar, ou seja, tornar plano a 
superfície do material corrigindo imperfeições e diminuindo a rugosidade. 
Geralmente, este tipo de usinagem é posterior ao fresamento, para um melhor 
acabamento da superfície e mantido um sobremetal que varia de 0,2 a 0,4 mm.
6.3 ELETROEROSÃO A FIO
Eletroerosão é um processo de usinagem de precisão onde não há contato 
mecânico entre a peça a ser usinagem e a ferramenta de corte, nesse caso o fio. A 
usinagem se dá por descargas elétricas altamente controladas pelos geradores das 
máquinas com descargas em pontos previamente determinados pelo programa de 
corte.
A máquina de eletroerosão conforme Figura 6 (erosão por centelhamento) e 
um método envolvendo descargas elétricas entre o anodo (grafite ou cobre) e o 
catodo (aço ferramenta ou outro material que está sendo usinado) em um meio 
34
dielétrico. Esta descarga e controlada de tal maneira que a erosão da ferramenta ou 
peça de trabalho ocorra. 
Figura 6 – Eletroerosão a fio
Fonte: Os Autores, 2019.
Durante a operação, o anodo (eletrodo) trabalha se mergulhando na peça de 
trabalho, o qual adquire a mesma forma do anodo em forma contraria. O dielétrico 
ou liquido limpante que também e assim chamado, fica ionizado durante as 
operações de descargas. 
Os íons com carga positiva chocam-se contra o catodo, imediatamente a 
temperatura da camada externa do aço atinge uma alta temperatura, que faz com 
que o aço no local funde, formando pequenas gotas de metal fundido que são 
levadas como “cavacos” dentro do dielétrico. 
35
7 TOLERÂNCIA GEOMETRICA
A tolerância dimensional não será aprofundada neste trabalho, mas refere-se 
aos desvios aceitáveis para mais ou para menos nas medidas da peça. Nos 
desenhos técnicos este tipo de tolerância vem indicado ao lado da dimensão 
nominal da cota.
A tolerância geométrica que compreende as variações aceitáveis das formas e 
das posições dos elementos na execução de uma peça.
7.1 PARALELISMO
Consiste em uma linha paralela a outra quando ambas são equidistantes em 
toda sua extensão, mas o paralelismo também pode ser de superfícies. 
A tolerância de paralelismo corresponde ao desvio aceitável de equidistância 
entre dois elementos, um dos quais é o elemento tolerado e o outro é o elemento 
tomado como referência conforme a Figura 7. (Mitutoyo, p. 62, 2000)
Figura 7 Paralelismo
Fonte: Mitutoyo. Tolerância Geométrica, p. 62, 2000.
36
7.2 MMC - MÁQUINAS DE MEDIR POR COORDENADAS
A máquina de medição tridimensional por coordenadas conforme Figura 8 é 
amplamente usada na indústria por sua capacidade de determinar com exatidão as 
três dimensões dos mais variados objetos. Uma máquina de medição tridimensional 
por coordenadas permite a comparação e a análise de um modelo físico de 
determinado componente em relação ao que foi desenhado, garantindo que o 
resultado final seja idêntico ao projeto. 
Figura 8 – Máquina de Medir por Coordenadas Mitutoyo
Fonte: Mitutoyo. Folheto técnico, p. 1, 2016.
Esta medição é feita por meio do localizador instalado na máquina de medição 
tridimensional por coordenadas. Este dispositivo estabelece alguns pontos de 
contato com o objeto colocado no seu espaço de trabalho e determina sua posição e 
dimensões exatas.Este contato é feito por meio de uma articulação eletromecânica, 
conhecida como apalpador, com a ajuda de sensores instalados na máquina.
37
8 TRATAMENTO TÉRMICO
8.1 ALÍVIO DE TENSÕES
Muito embora o tratamento de alívio de tensões não promova mudanças 
significativas nas estruturas no material, sua execução tem benefícios marcantes e 
pode ser decisivo em determinadas situações. Por causa das inúmeras etapas 
térmicas e mecânicas pelas quais um aço passa até ter sua forma final, tensões 
residuais vão se acumuladas e podem provocar deformações intensas e até trincas. 
Uma maneira de eliminar essas tensões é por meio do tratamento térmico 
subcrítico de alívio de tensões. Subcrítico, conforme gráfico 1 porque é realizado a 
uma das temperaturas abaixo A1, de forma que não haja nenhuma mudança de 
fase, mas somente uma redução do limite elástico que colabora para a redução das 
tensões residuais do material. 
Gráfico 1 – Tratamento Térmico de Alivio de Tensões
Fonte: Os Autores, 2019
As temperaturas empregadas geralmente são inferiores a 650°C, sendo o 
aquecimento mais lento quanto menor for a tenacidade do material, e o resfriamento 
uniforme e vagaroso (geralmente realizado dentro do forno) até pelo menos 300°C.
38
Como o decréscimo do limite elástico ocorre a partir dos 300°C, temperaturas 
próximas a esse valor apresentam resultados pouco satisfatórios, devendo-se 
escolher temperaturas na faixa dos 500 a 600°C. (FREITAS, p. 40 – 41,2014)
8.2 RECOZIMENTO:
O termo recozimento empregado quando se faz referência ao tratamento 
térmico que tem o objetivo de produzir uma estrutura de baixa dureza e alta 
ductilidade. São utilizados vários temas para caracterizar os diferentes tipos de 
recozimento em função da característica específicas, onde cada um dele pode 
conferir. Dentre os mais conhecidos e utilizados destacam-se: (FREITAS, p. 
41,2014)
 Recozimento Pleno;
 Recozimento para homogeneização;
 Recozimento de grão grosso;
 Recozimento subcrítico;
 Coalescimento ou esferodização.
Que constitui no aquecimento do aço acima da ZC (zona crítica), conforme 
gráfico 2 durante o tempo necessário e suficiente para se ter solução do carbono ou 
dos elementos de liga no ferro gama, seguindo de um resfriamento lento, realizado 
ou mediante o controle da velocidade de resfriamento do forno e deixando que o aço 
resfrie ao mesmo tempo que ele. 
Gráfico 2 – Tratamento Térmico de Recozimento
39
Fonte: Fonte: Os Autores, 2019
A temperatura para recozimento pleno é de mais ou menos 50ºC acima do 
limite superior da zona crítica - linha A3 - para aços hipoeutetóides e acima do limite 
inferior - linha A1 - para os hipereutetóides. Para estes aços, não se deve 
ultrapassar a linha superior Acm porque, no resfriamento lento posterior, ao ser 
atravessada novamente essa linha, formar-se-ia nos contornos dos grãos de 
ausência um invólucro contínuo e frágil de carboneto. Os microconstituintes que 
resultam do recozimento. (Apostila Spectru Instrumental Científico, p. 08 - 10, 2009)
8.3 NORMALIZAÇÃO: 
Consiste no aquecimento do aço a uma temperatura acima da zona crítica, 
seguindo de resfriamento no ar, conforme gráfico 3 Para os aços hipoeutetóides, 
pode-se admitir que a temperatura de aquecimento ultrapasse a linha A3 e para os 
hipereutetóides a linha Acm sem os inconvenientes, neste último caso, no 
esfriamento ao ar que se seguem da formação do invólucro frágil de carbonetos. A 
normalização visa refinar a granulação grosseira de peças de aço fundido 
principalmente; frequentemente, e com o mesmo objetivo, a normalização é aplicada 
em peças depois de laminadas ou forjadas. 
Gráfico 3 – Tratamento Térmico de Normalização
40
Fonte: Fonte: Os Autores, 2019
A normalização é ainda usada como tratamento preliminar à têmpera e ao 
revenido, justamente para produzir estrutura mais uniforme do que a obtida por 
laminação. Os constituintes que se obtém na normalização são ferrita e perlita fina 
ou cementita e perlita fina. Eventualmente, dependendo do tipo de aço, pode-se 
obter a bainita. (Apostila Spectru Instrumental Científico, p. 11, 2009)
8.4 TÊMPERA: 
Consiste no resfriamento rápido do aço de uma temperatura superior à sua 
temperatura crítica (mais ou 50ºC acima da linha A1 os hipereutetóides) em um meio 
como óleo, água, salmoura ou mesmo ar. A velocidade de resfriamento, nessas 
condições, dependerá do tipo de aço, da forma e das dimensões das peças. 
Como na têmpera o constituinte final desejado é a martensita, o objetivo dessa 
operação, sob o ponto de vista de propriedades mecânicas, é o aumento da dureza 
deve verificar-se até uma determinada profundidade, conforme diagrama 2. 
Resultam também da têmpera redução da ductilidade (baixos valores de 
alongamento e estricção), da tenacidade e o aparecimento de apreciáveis tensões 
internas. Tais inconvenientes são atenuados ou eliminados pelo revenido. (Apostila 
Spectru Instrumental Científico, p. 11, 2009)
Diagrama 2 – Curva de Temperabilidade Aço SAE 4140
41
Fonte: GGD Metals,2015
Segundo CALLISTER (2008) o tratamento de beneficiamento de um material 
consiste em realizar o tratamento térmico de têmpera e revenimento no mesmo 
material, conforme Gráfico 4.
Gráfico 4 - Esquemático de um tratamento térmico de têmpera e revenimento
Fonte: Os Autores, 2019
8.4.1 DIAGRAMA TTT AÇO SAE 4140
42
Para tratar termicamente um material é necessário verificar as informações 
pertinentes ao mesmo através de uma consulta ao Heat Treater's Guide: Practices 
and Procedures for Irons and Steels, onde é possível ter uma orientação quanto à 
temperatura a ser utilizada, assim como o tempo de resfriamento conforme o 
tratamento térmico desejado (ATKINS, 1980).
Conforme ATKINS (1980) há um diagrama TTT – Tempo, Temperatura e 
Transformação, para cada material, o diagrama 3 é referente ao aço SAE 4140.
Diagrama 3 - TTT do aço SAE 4140
Fonte: KRAUSS, 1984
8.4.2 AÇO SAE 4140 APÓS TRATAMENTO TÉRMICO
Ao realizar o tratamento térmico de Têmpera, que consiste em transformar a 
microestrutura presente no aço SAE 4140 que é predominantemente ferrita e perlita 
em austenita em uma temperatura em torno de 900°C, seguido de um resfriamento 
brusco em um tempo máximo de 2 segundos a uma temperatura inferior a 200°C, 
43
para que a microestrutura austenita seja transformada em martensita, aumentando 
assim a dureza do material (ATKINS, 1980).
A martensita é uma estrutura monofásica fora de equilíbrio, resultante de uma 
transformação adifusional da austenita. A transformação ocorre quando a taxa de 
resfriamento brusca é rápida o suficiente para prevenir a difusão do carbono, pois 
qualquer difusão que por ventura ocorra, resultará na formação das fases ferrita e 
cementita. A austenita possui estrutura CFC que sofre uma transformação 
polimórfica para martensita tetragonal de corpo centrado (TCC), sendo formada por 
uma solução sólida supersaturada de carbono no ferro. (CALLISTER, 2008)
Segundo o catálogo Aços para Construção Mecânica – ACM (2007) após a 
realização do beneficiamento do aço SAE 4140 as propriedades mecânicas deverão 
contemplar os valores especificados conforme Tabela 3.
Tabela 3 - Propriedades do aço SAE 4140 pós-Têmpera
Limite de 
Resistência
Limite de 
Escoamento Alongamento Estricção Dureza
138 Kgf/mm2 122 Kgf/mm2 12 % 42 % 397 HB
Fonte: ACM,2007.
Caso seja necessário realizar uma operação mecânica onde é necessário 
diminuir a dureza de um material que foi tratado termicamente, por exemplo, a 
soldagem, é necessário fazer outro tipo de tratamento térmico chamado de 
recozimento (ATKINS, 1980).
Diagrama 4 - Intervalos de formação da martensita tipo ripas e tipo placas.
44
Fonte ATKINS, 1980.
Na Diagrama 4 observa-se que as temperaturas Ms (temperatura de início da 
transformação martensítica) e Mf (temperatura final da transformação martensítica) 
dos aços são funções do teor de carbono.
8.5 REVENIMENTO: 
O revenido éo tratamento térmico que normalmente acompanha a têmpera, 
pois elimina a maioria dos inconvenientes produzidos por ela, além de aliviar as 
tensões internas, corrige as excessivas dureza e fragilidade do material, 
aumentando sua ductilidade e resistência ao choque. 
O aquecimento na martensita permite a reversão do reticulado instável ao 
reticulado estável cúbico centrado, produz reajustamento internos que aliviam as 
tensões e, além disso, uma precipitação de partículas de carbonetos que cresce e se 
aglomeram de acordo com a temperatura e o tempo. (Spectru, p. 12, 2009)
Diagrama 5 – Curva de Revenimento. Têmpera a partir de 850ºC
45
Fonte: GGD Metals,2015.
Deve ser realizado imediatamente após a têmpera quando a temperatura 
atingir ± 70ºC. A temperatura de revenimento deve ser selecionada de acordo com a 
dureza especificada no componente conforme Diagrama 5. Para isto utilizar a curva 
de revenimento. Manter na temperatura de revenimento por no mínimo 1 hora para 
cada 25 mm de espessura e utilizar no mínimo por duas horas. Não revenir entre 
230 - 370ºC por causa da fragilidade ao revenido.
9
46
10 COMPOSIÇÃO QUIMICA
Os elementos de ligas presentes na composição química do aço SAE 4140 
influenciam diretamente a temperabilidade do material, deslocando a curva TTT para 
esquerda (reduzindo a temperabilidade) ou para direita (aumentando a 
temperabilidade), todavia a influência dos elementos químicos varia conforme o 
percentual presente na composição química do material. 
10.1INFLUENCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA NO TT
Os elementos principais do aço SAE 4140 são: ferro, carbono, manganês, 
silício, cromo e molibdênio, contendo a composição media conforme Tabela 4.
Tabela 4 – Influencia dos elementos de liga no Aço
Influência nas 
Propriedades
Elementos
C Mn P S Si Cr Mo
Aumento da Resistencia x x x x 
Aumento da Dureza x x x x 
Redução da Ductilidade x x x 
Aumento da resistência em 
altas temperaturas x
Aumento da Temperabilidade x x
Ação desoxidante x x 
Redução da Soldabilidade x 
Fonte: Os Autores, 2019.
Conforme Tabela 4 o carbono aumenta a resistência mecânica, todavia reduz a 
ductilidade e dificulta a soldabilidade. O Manganês e o silício possuem as mesmas 
características do carbono, entre tanto não reduz a ductilidade e possui ação 
desoxidante. 
47
O cromo e molibdênio proporciona maior temperabilidade, deslocando a curva 
do TTT para direita, devido a este fator o aço SAE 4140 possui media 
temperabilidade, mas, o molibdênio aumenta a resistência em altas temperaturas
10.2ESPECTROMETRO 
É um instrumento utilizado para análise da composição química de metais, que 
possui a capacidade de medir e comparar a quantidade de luz (radiação 
eletromagnética) absorvida, transmitida ou refletida, de cada elemento químico, onde 
cada elemento possui sua característica sendo possível diferenciar e quantificar os 
elementos presentes na amostra. 
Figura 9 - Stationary Optical Emission Spectrometers
Fonte: Catálogo Metals Analysis Without Compromis, p. 2, 2019.
Muito utilizado para materiais ferrosos e não ferrosos, pois é capaz de analisar 
impurezas de matérias primas, ligas soldas, e metais preciosos, composição de 
escórias, verificação de matéria prima, caracterização de ligas, entre outras 
aplicações conforme a Figura 9.
48
11 DUREZA
Dureza propriedade mecânica de um material que permite resistir à 
deformação plástica (permanente) através da penetração, O ensaio de dureza é 
considerado não destrutivo, pois não compromete a utilização da peça ou corpo de 
prova, pois deixa uma pequena marca superficial no material. Os tipos de durezas 
existentes são:
 Risco – Dureza Mohs
 Choque ou Ressalto – Dureza Shore
 Penetração – Dureza Brinell, Meyer, Vickers e Rockwell
Utilizada para especificações de materiais, resistência ao desgaste, qualidade 
de tratamentos térmicos, termoquímicos e superficiais, controle de qualidade em 
processo de conformação plástica e em processos de ligação, entre outros.
11.1DUREZA POR PENETRAÇÂO
Os ensaios de penetração baseiam-se em produzir uma deformação 
permanente na superfície do material pela aplicação de uma carga, durante um 
determinado intervalo de tempo, através de um penetrador, que varia conforme os 
ensaios e escala utilizada, sendo os ensaios atualmente mais utilizados:
11.1.1 Dureza Rockwell
Em 1922, Rockwell desenvolveu um método de ensaio de dureza que utilizava 
um sistema de pré-carga. Este método apresenta algumas vantagens em relação ao 
ensaio Brinell, pois permite avaliar a dureza de metais diversos, desde os mais 
moles até os mais duros. Entretanto, também tem limitações, o que indica que está 
longe de ser a solução técnica ideal. (ESSEL Ensaio Materiais Aula 12)
49
O ensaio Rockwell é hoje o processo mais utilizado no mundo inteiro, devido à 
rapidez e à facilidade de execução, isenção de erros humanos, facilidade em 
detectar pequenas diferenças de durezas e pequeno tamanho da impressão.
Para realizar o ensaio, primeiro se aplica uma pré-carga, para garantir um 
contato firme entre o penetrador e o material ensaiado, e depois se aplica a carga do 
ensaio propriamente dita. A leitura do grau de dureza é feita diretamente num 
mostrador acoplado à máquina de ensaio, de acordo com uma escala 
predeterminada conforme Figura 10, adequada à faixa de dureza do material. 
(ESSEL Ensaio Materiais Aula 12)
Figura 10 – Escala de dureza em máquina Rockwell
 Fonte: ESSEL Ensaio Materiais 
Como visto na Tabela 5 na máquina Rockwell normal, cada divisão da escala 
equivale a 0,02 mm, utiliza-se uma pré-carga de 10 kgf e a carga maior pode ser de 
60, 100 ou 150 kgf.
Tabela 5 – Escala de Dureza Rockwell
ESCALA DE DUREZA ROCKWELL
Escala Cor da Escala
Carga 
Maior Penetrador 
Faixa de 
Utilização Aplicação
A Preta 60 Diamante 
Cone 120º
20 a 88 HRA Carbonetos, folha de aço com 
fina camada superficial 
endurecida.
50
C Preta 150 Diamante Cone 120º 20 a 70 HRC
Aço, titânio, aços com 
camada endurecida profunda, 
matérias com HRB>100.
D Preta 100 Diamante Cone 120º 40 a 77 HRD
Chapas de aço finas com 
media camada endurecida.
B Vermelha 100 Esfera de Aço 1,58 mm 20 a 100 HRB
Ligas de cobre, aços brandos, 
ligas de alumínio, ferro 
maleável, etc.
Fonte: ESSEL Ensaio Materiais
Não se deve comparar a dureza de materiais submetidos a ensaio de dureza 
Rockwell utilizando escalas diferentes. Exemplo de interpretação do resultado 
64HRC: 
 64 é o valor de dureza obtido no ensaio; 
 HR indica que se trata de ensaio de dureza Rockwell; 
 C indica qual a escala empregada.
Vantagens do teste Rockwell incluem a medida direta do valor da dureza e a 
rapidez do teste, todavia às multiplicidades de escalas não relacionadas e os 
possíveis efeitos da mesa usada para suporte do corpo de prova (experimente 
colocar uma folha de papel fino sob um bloco de teste e observe o efeito na medição 
da dureza). Os testes de Vickers e Brinell não são sensíveis a este efeito.
12
51
13 METALOGRAFIA
Segundo Colpaert, “metalografia microscópica (ou micrografia dos metais) 
estuda os produtos metalúrgicos, com o auxílio do microscópio, visando à 
determinação de seus constituintes e de sua textura. Este estudo é feito em 
superfícies previamente polidas e, em geral, atacadas por um reativo adequado”.
13.1PREPARAÇÃO PARA METALOGRAFIA.
Para realizar uma boa analise metalografica seja ela micro e/ou macro é 
necessária uma excelente preparação do corpo de prova. 
13.1.1 Corte
Às vezes é necessário particionar o corpo de prova para obterem-se amostras 
que servirão para análise metalografica. Operações mecânicas como torneamento 
aplainamentos e outras, impõem severas alterações microestruturais devido ao 
trabalho mecânico a frio. 
O corte abrasivo oferece a melhor solução para este seccionamento, pois 
elimina por completo o trabalho mecânico a frio, resultando em superfícies planas 
com baixa rugosidade, demodo rápido e seguro. 
O equipamento utilizado para o corte conhecido como “cut-off”, ou policorte, 
conforme Figura 11 com discos abrasivos intensamente refrigerados (evitando 
deformações devido ao aquecimento) a relativas baixas rotações é largamente 
utilizado nos laboratórios metalograficos. (LEMM Laboratório de Ensaios Mecânicos 
e Materiais Regis Almir Rohde)
Figura 11 – Cut-Off
52
Fonte: Os Autores, 2019.
1. Colocar a amostra no centro da mesa de fixação. O centro da mesa também é 
o centro do disco. 
2. Fixar o corpo de prova com ambas às partes da morsa; 
3. Posicionar a mangueira do fluido de corte;
4. O disco deve se encontrar na posição de descanso, sem tocar na amostra; 
5. Ligar o motor de acionamento do disco. Isto faz com que a bomba de fluido de 
corte também seja ligada;
6. Processo de corte;
7. Retornar o disco a sua posição de descanso
8. Desligar o motor.
9. Soltar o corpo de prova da mesa de fixação; 
10.Efetuar a limpeza do equipamento.
A operação de corte deve-se ter o máximo de cuidado para não modificar a 
estrutura da amostra. O corte nunca deve ser contínuo, de modo que não ocorra 
excessivo aquecimento (acima de 100º C) por falta de penetração do refrigerante. 
Evitar rebarba no final do corte para que não dificulte o embutimento.
13.1.2 Lixamento
O grau de perfeição requerido no acabamento de uma amostra metalografica 
idealmente preparada, é essencial que cada etapa da preparação seja executada 
53
cautelosamente, é um dos processos mais demorados da preparação de amostras 
metalograficas. 
A técnica de lixamento manual consiste em se lixar a amostra sucessivamente 
com lixas de granulometria cada vez menor, mudando-se de direção (90°) em cada 
lixa subsequente conforme demonstrado na Figura 12 até desaparecerem os traços 
da lixa anterior. 
Figura 12 – Mudança de direção em troca de lixa
Fonte: LEMM Laboratório de Ensaios Mecânicos e Materiais.
A sequência mais adequada de lixas para o trabalho metalografico com aços é 
100, 220, 320, 400, 600 e 1200 (Pode haver variações). Para se conseguir um 
lixamento eficaz é necessário o uso adequado da técnica de lixamento, pois de 
acordo com a natureza da amostra, a pressão de trabalho e a velocidade de 
lixamento, surge deformações plásticas em toda a superfície por amassamento e 
aumento de temperatura. Esses fatores podem dar uma imagem falseada da 
amostra, cuidados a serem seguidos no processo:
1. Escolha adequada do material de lixamento em relação à amostra e ao tipo 
de exame final; 
2. A superfície deve estar rigorosamente limpa, isenta de líquidos e graxas que 
possam provocar reações químicas na superfície; 
3. Riscos profundos que surgirem durante o lixamento deve ser eliminado por 
novo lixamento; 
4. Metais diferentes não devem ser lixados com a utilização da mesma lixa. 
13.1.3 Polimento
54
Operação pós lixamento consiste em acabamento superficial polido isento de 
marcas, utiliza para este fim abrasivo como pasta de diamante ou alumina. 
Antes de realizar o polimento deve-se fazer uma limpeza na superfície da 
amostra, de modo a deixá-la isentam de traços abrasivos, solventes, poeiras e 
outros. A operação de limpeza pode ser feita simplesmente por lavagem com água, 
porém, aconselha-se usar líquidos de baixo ponto de ebulição (álcool etílico, fréon 
líquido, etc.) para que a secagem seja rápida. 
Procedimento base para realização do polimento (pode variar conforme o 
equipamento usado) 
1. Verificar se o pano da Politriz é adequado para o tipo de abrangente e se 
encontra em condições de uso 
2. Verificar se o pano de polimento está limpo 
3. Verificar se o motor está funcionando corretamente 
4. Ligar a água (baixa vazão) 
5. Polimento com alumina coloque a mesma sobre o pano de polimento e abra a 
agua para a lubrificação e eliminação de impurezas,
6. Segurar a amostra levemente encima do pano de polimento, se recomenda 
movimentar a amostra o no sentido inverso ao do movimento do pano.
13.1.4 Ataque
O objetivo é permitir a identificação (visualização) dos contornos de grão e as 
diferentes fases na microestrutura. Um reagente ácido é colocado em contato com a 
superfície da peça por certo tempo, onde o reagente causa a corrosão da superfície, 
sofrendo uma série de transformações eletroquímicas baseadas no processo de 
óxido-redução, cujo aumento do contraste se deve ás diferenças de potencial 
eletroquímico.
Os reagentes são escolhidos em função do material e dos constituintes 
macroestruturais que se deseja contrastar na análise metalografico microscópica
14
55
15 MATERIAIS E MÉTODOS
15.1PREPARAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA NAVY-C 
O Plano de fabricação e rastreabilidade conforme Tabela 6 e Figura 13 foi 
desenvolvido antes da confecção dos corpos de prova, visando garantir melhor 
controle do processo e rastreabilidade sendo identificados através de siglas e cores.
Tabela 6 – Plano de Fabricação e Rastreabilidade
CP Cor TAG Descrição
URT Verde
URT - 01 Usinado Recozido e Temperado – Amostra 01
URT - 02 Usinado Recozido e Temperado – Amostra 02
URT - 03 Usinado Recozido e Temperado – Amostra 03
UNT Azul
UNT - 01 Usinado Normalizado e temperado – Amostra 01
UNT - 02 Usinado Normalizado e temperado – Amostra 02
UNT - 03 Usinado Normalizado e temperado – Amostra 03
UAT Vermelho
UAT - 01 Usinado Alivio de tensões e temperado – Amostra 01
UAT - 02 Usinado Alivio de tensões e temperado – Amostra 01
UAT - 03 Usinado Alivio de tensões e temperado – Amostra 01
RUT Amarelo
RUT - 01 Recozido, Usinado e temperado – Amostra 01
RUT - 02 Recozido, Usinado e temperado – Amostra 02
RUT - 03 Recozido, Usinado e temperado – Amostra 03
NUT Laranja
NUT - 01 Normalizado, Usinado e temperado – Amostra 01
NUT - 02 Normalizado, Usinado e temperado – Amostra 02
NUT - 03 Normalizado, Usinado e temperado – Amostra 03
AUT Roxo
AUT - 01 Alivio de Tensões, Usinado e Temperado – Amostra 01
AUT - 02 Alivio de Tensões, Usinado e Temperado – Amostra 02
AUT - 03 Alivio de Tensões, Usinado e Temperado – Amostra 03
UT Cinza
UT - 01 Usinado e Temperado – Amostra 01 
UT - 02 Usinado e Temperado – Amostra 02
UT - 03 Usinado e Temperado – Amostra 03
Fonte: Os Autores, 2019.
Figura 13 – Classificação da TAG por processo
56
Fonte: Os Autores, 2019
O material que não foi utilizado para fabricação do corpo de prova, contribuirá 
para realizar os ensaios de dureza, composição química e metalografia, visando 
analisar o estado de fornecimento do material.
Figura 14 – Tarugo SAE 4140 
Fonte: Os Autores, 2019
Conforme Figura 14 a empresa MECHIDRAL disponibilizou um tarugo de aço 
SAE 4140, com as dimensões de Ø 3½” com comprimento 500 mm, no estado de 
fornecimento laminado a quente. 
A geometria do corpo de prova foi definida e dimensionada pelo grupo 
conforme Figura 15 e anexo 01, visando analisar o comportamento dimensional e 
geométrico do corpo de prova quando submetido ao tratamento térmico.
Figura 15 – desenho Técnico em mm
57
 
Fonte: Os Autores, 2019
Os pontos para analise dimensional e geométricas foram definidos conforme 
Figura 16, visando analisar possíveis deformações, por diferença de espessura, 
tensões residuais em cantos vivos e possíveis empenamento alterando o 
paralelismo do corpo de prova. 
Figura 16 - Mapa de pontos (MMC)
Fonte: Os Autores, 2019.
O projeto do Navy-C foi elaborado no inventor visando criar a forma 
tridimensional a partir de operações geométricas elementares, conforme Figura 17. 
No ambiente do programa, a criação de um sólido ou superfície tipicamente começa 
58
com a definição de um sketch 2D que depois é transformado através de uma 
operação num modelo tridimensional, possibilitando melhor visualização do corpo de 
prova a ser fabricado.
Figura 17 – Isométrico
Fonte: Os Autores, 2019. 
15.2USINAGEM
A sequência de fabricação dos corpos de prova inicia pelo corte do tarugo, 
tendo sequência no torneamento, retifica e eletroerosão a fio.
15.2.1 CorteA serra de fita vertical foi utilizada, pois se movimenta continuamente, pela 
rotação de volantes e polias acionadas por um motor elétrico. E indicado para cortes 
materiais muito espessos, difíceis de serem cortados na serra circular.
Figura 18– Serra de Fita
59
Fonte: Os Autores, 2019
O corte do tarugo foi fracionado em 2 partes, sendo 1º parte para os corpos de 
prova URT (Verde), UNT (Azul), UAT (Vermelho), UT (Cinza) que serão usinados 
antes do processo de tratamento térmico e podem ser cortados sem remover a 
camada superficial de oxidação do tarugo, conforme Figura 18.
Figura 19 – Corte com serra de fita 
 
Fonte: Os Autores, 2019
A Figura 19 Figura 19ilustra o corte da 1º parte dos corpos de prova URT 
(Verde), UNT (Azul), UAT (Vermelho), UT (Cinza), foi considerado um sobremetal 
conforme na Figura 20 para ajuste fino posterior no processo de usinagem de retifica 
plana. 
Figura 20 – Tarugo cortado
60
Fonte: Os Autores, 2019
2º parte os corpos de prova RUT (Amarelo), NUT (laranja), AUT (Roxo), serão 
tratados antes do processo de usinagem, por este motivo será necessário a remoção 
da camada superficial de oxidação, visando a remoção de qualquer contaminante 
presente. 
15.2.2 Torneamento
Para realizar torneamento foi utilizado um torno mecânico da marca ROMI 
modelo TORMAX 30, conforme Figura 21, com velocidade de corte de 300 m/min, 
rotação de 1200 RPM, avanço 0,15 mm/rot com profundidade de corte de 1 mm.
Figura 21 – Torno ROMI
Fonte: Os Autores, 2019
61
A 2º parte dos corpos de prova RUT (Amarelo), NUT (laranja), AUT (Roxo), 
foram faceados para garantir uma superfície plana, com 0,5 mm de sobremetal, 
conforme Figura 22.
Figura 22 – Faceamento do tarugo 
Fonte: Os Autores, 2019
A limpeza superficial do tarugo foi realizada no torno mecânico, removendo 
uma fina camada superficial, até a remoção completa da oxidação, conforme Figura 
23.
Figura 23 – Limpeza do tarugo
 
Fonte: Os Autores, 2019
Após o torneamento de limpeza, o tarugo foi cortado através da serra de fita, 
formando 9 corpos de prova com sobremetal conforme apresentado na Figura 24, o 
sobremetal mantido na espessura, será removido na retifica plana.
62
Figura 24 - Corte do tarugo torneado
 
Fonte: Os Autores, 2019
15.2.3 Retifica plana
Os corpos de prova foram retificados na retifica plana conforme Figura 25 para 
remover o sobremetal deixado no faceamento a fim de garantir todas as peças com 
as mesmas medidas e garantir a planeza e o paralelismo.
Figura 25 – Retifica Plana
Fonte: Os Autores, 2019
63
O rebolo foi dressado para remover quaisquer irregularidades na superfície. As 
peças foram fixadas na mesa magnética conforme Figura 26 e realizado processo de 
retifica, com rotação 3200 RPM, penetração 0,05 mm e avanço da mesa 0,1 mm/m.
Figura 26 – Acabamento superficial na retifica plana 
Fonte: Os Autores, 2019
Após a remoção do sobremetal todas as peças já estão com a mesma 
espessura de 13 mm, obtendo planeza e o paralelismo dos copos de prova, 
conforme Figura 27.
Figura 27 – Corpos de prova retificados
Fonte: Os Autores, 2019
Para fixar os corpos de prova na base da eletroerosão a fio foi necessário 
passe lateral conforme Figura 28. 
64
Figura 28 – Passe lateral para fixação
Fonte: Os Autores, 2019
15.2.4 Eletroerosão a Fio
Para o processo de corte foi utilizado fio de cobre com espessura de 0.25mm, 
fixado em um dispositivo e posteriormente na mesa da máquina conforme Figura 29. 
Figura 29 – Corte por Eletroerosão a Fio
 
Fonte: Os Autores, 2019
65
O equipamento está rodando o programa “Navy-C” (programa feito no software 
Pitágoras), conforme Figura 30, com uma duração de aproximadamente 2 horas por 
corpo de prova.
Figura 30 – Visualizador do programa
Fonte: Os Autores, 2019
Desenho desenvolvido no software Inventor transmitido em extensão DWG 
para o software Pitágoras para confecção do programa
Figura 31 – Corpo de prova Navy-C 
Fonte: Os Autores, 2019
66
Depois de finalizado foi quantificado o perímetro de 333,220 mm por corpo de 
prova, com duração medida de corte de 2 horas, sendo necessárias 42 horas totais 
para fabricação dos 21 corpos de prova, conforme a Figura 31. 
15.3COMPOSIÇÃO QUÍMICA
Para analisar a composição química do material foi utilizado o instrumento 
espectrômetro conforme Figura 32. 
Figura 32 – Espectrômetro
Fonte: Os Autores, 2019
O equipamento é capaz de medir e comparar a quantidade de luz (radiação 
eletromagnética) absorvida, transmitida ou refletida para uma determinada amostra, 
deste modo é possível identificar e determinar a concentração dos elementos 
presentes neste material.
15.4PRÉ-TRATAMENTO TÉRMICO
67
Os parâmetros de tratamento térmico foram determinados durante a 
elaboração do Plano de Fabricação e Rastreabilidade, conforme Tabela 6, com o 
objetivo de padronizar os paramentos de execução do tratamento térmico, conforme 
Figura 33. 
Figura 33 – Parâmetros de pré-tratamento térmico 
 
Fonte: Os Autores, 2019
Os pré-tratamentos foram definidos devido as características de cada 
processo, custo e a microestrutura resultante, conferindo uma determinada 
propriedade mecânica especifica para cada processo, visando evidenciar a 
influência da microestrutura para temperabilidade e analisar a deformação 
dimensional e geométrica pós-Têmpera. 
15.5TRATAMENTO TÈRMICO TÊMPERA E REVENIMENTO
Atualmente os óleos minerais são o meio de resfriamento mais utilizado para 
as operações de tratamento térmico de têmpera, todavia as soluções de polímeros 
têm ganhado espaço no mercado, devido às preocupações com o meio ambiente e 
com os problemas toxicológicos associados à utilização dos óleos minerais se 
tornam crescentes.
68
Para que a utilização dessas soluções aquosas ocorra de maneira adequada, é 
necessário o controle correto dos parâmetros de tratamento térmico, através deste 
fator determinamos os parâmetros de tempera, conforme Figura 34.
Figura 34 – Paramentos de Têmpera e Revenimento
Fonte: Os Autores, 2019.
Para determinar a temperatura correta de revenimento foi necessário analisar o 
diagrama de revenimento pós-Têmpera, onde a temperatura normalmente situa-se 
entre 150°C e 600°C e o tempo de processo entre 1h e 3h. Todavia, quanto maior a 
temperatura empregada, menor será a dureza obtida pós-Têmpera. 
Diagrama 6 – Dureza pós Revenimento
Fonte: Os Autores, 2019
69
Conforme ciclo térmico aplicado de revenimento a dureza esperada está em 
torno de 48 a 52 HRC, conforme Diagrama 6, todavia este resultado pode ser 
alterado devido ao pré- tratamentos do material. 
16
70
17 MMC – MAQUINA DE MEDIR POR COORDENADAS
Para analise dimensional foram de definido os pontos padrões para todos os 
copos de prova, conforme Figura 35, sendo possível analisar deformações causadas 
por tensões residuais em cantos vivos e possíveis empenamento alterando o 
paralelismo do corpo de prova.
Figura 35 – mapa de pontos para ensaio dimensional 
Fonte: Os Autores, 2019
Referenciamento e alinhamento dos eixos, com posterior fixação do corpo de 
prova na mesa do equipamento, conforme Figura 36.
(A) DIÂMETRO EXTERNO:............64 mm
(B) DIÂMETRO INTERNO:.............37 mm
(C) ABERTURA DO ANEL:...........6,5 mm
(D) RASGO 01:...............................6,5 mm
(E) RASGO 02:...............................6,5 mm
(F) ESPESSURA:............................13 mm
71
Foi determinado que a cota (C) é o ponto mais crítico, pois se trata de uma 
região de menor resistência comprometendo os demais pontos.
 
Figura 36 – Maquina de medir por coordenada
 
Fonte: Os Autores, 2019
No Plano de Fabricação e Rastreabilidade, determinamos que a cota “C”, 
conforme Figura 35, é o ponto de maior importância para determinar a deformação 
no corpo de prova, pois toda deformação presente no corpo de prova resulta na 
abertura ou fechamento do anel, pois é região de menor resistência comprometendo 
os demais pontos.
 
72
18 DUREZAPara ensaiar a dureza do tarugo bruto de fornecimento foi necessário escolher 
uma escala de que abrange materiais maleáveis, devido a este motivo foi escolhida 
a dureza HRB, com faixa de validade de dureza 20 a 100 HRB. 
Figura 37 – Durômetro 
Fonte: Os Autores, 2019
Após o processo de Têmpera e revenimento o esperado é uma camada 
endurecida de grande profundidade, onde a dureza HRB não atende a faixa de 
validade sendo necessário utilizar escala HRC, para materiais temperados, o 
equipamento da Figura 37, atende as duas escalas de dureza, alterando o 
penetrador e/ou a carga aplicada.
18.1.1 Parâmetros
Os parâmetros utilizados são tabelados conforme a característica de cada 
material, para o ensaio de dureza HRB, foi utilizada a escala na cor vermelha, com 
73
carga de 100 kg, penetrador esférico de aço com diâmetro de 1,58 mm e faixa de 
validade 20 a 100 HRB. Para dureza HRC foi utilizada a escala na cor preta, com 
carde de 150 Kg, penetrador diamante Cone de 120º e faixa de validade 20 a 70 
HRC. 
Figura 38 – Mapa de pontos para ensaio de dureza.
Fonte: Os autores, 2019
Fonte: Os Autores, 2019.
Visando garantir um padrão de analise, foi elaborado um mapa de pontos 
conforme Figura 38, com o objetivo de verificar a variação de dureza com a massa 
do corpo de prova, de acordo com a geometria.
74
19 METALOGRAFIA
Para garantir os resultados dos pré tratamentos e da Têmpera e Revenimento 
é necessário analisa a estrutura do material de fornecimento, visando comparar a 
eficácia dos pré-tratamentos e tratamento térmico de Têmpera e Revenimento.
O material que não foi utilizado para fabricação dos corpos de prova, foi 
cortado para analisar a seção transversal e longitudinal, conforme Figura 39.Figura 39
Figura 39 – Secção para análise metalografica do tarugo
Fonte: Os Autores, 2019
O processo de conformação para obtenção do tarugo influencia diretamente a 
microestrutura e as propriedades mecânicas, devido a este motivo será analisando 
as duas secções do material.
Figura 40 - Secção para análise metalografica do corpo de prova pré
Fonte: Os Autores, 2019
Para análise dos corpos de prova com pré-tratamento foi analisado a secção 
longitudinal (1) e transversal (2), conforme Figura 40 e anexo 2.
75
Figura 41 – Corpo de prova embutido 
Fonte: Os Autores, 2019
As amostras selecionadas foram sobras da usinagem dos corpos de AUT, NUT 
e RUT, conforme Figura 41.
19.1.1 Equipamentos
Para preparação dos corpos de prova, foram utilizadas lixadeiras orbital de 
bancada da marca Arotec, modelo Aropol 2V, conforme Figura 42.
Figura 42 – Lixadeira orbital de bancada
Fonte: Os Autores, 2019
76
As amostras foram lixadas manualmente com lixas de granulometria 120, 220, 
320, 400 e 600, sempre mudando a direção em 90° e realizado o processo de 
limpeza a cada troca de lixa. Para as lixas 120 e 220 aplicamos maior pressão e 
conforme aumento da granulometria reduzimos a pressão do corpo de prova sobre a 
lixa.
Para o processo de polimento dos corpos de prova foi utilizado o mesmo 
equipamento conforme descrito no item 13.1.1, todavia foi utilizado pano para 
polimento conforme Figura 43.
Figura 43 – Politriz orbital de bancada
Fonte: Os Autores, 2019
As amostras foram polidas manualmente com abrasivos a base de alumina de 
1,0 e 0,05 µm, com movimentos rotativos aleatórios e baixa pressão do corpo de 
prova sobre o pano. 
20
77
21 ANÁLISE DE RESULTADOS
21.1MICROGRAFIA
Foi realizada na matéria prima, para analisar o estado de fornecido do material, 
visando identificar a estrutura presente, uniformidade dos grãos e identificar o 
processo de obtenção do material. 
Figura 44 – Metalografia do tarugo SAE 4140 - matéria prima
Fonte: Os Autores, 2019
Conforme Figura 44, as amostras foram atacadas com nital 5% durante 
aproximadamente 2 segundo, sendo obtida microestrutura com matriz ferrítica e 
grãos de perlita, tendo característica de material trabalhado a quente, com grãos 
desordenados e de tamanhos heterogêneos.
Figura 45 – Metalografia do Corpo de Prova Recozido - RUT
78
Fonte: Os Autores, 2019.
O pré-tratamento térmico de recozimento, em comparação com a matéria 
prima, conferiu as amostras uma boa uniformidade no tamanho de grão, todavia com 
aspecto mais arredondado com início de esferodização da cementida da perlita, 
devido ao resfriamento mais lendo dentro do forno, reduzindo tensões internas em 
ambas as secções do corpo de prova, conforme Figura 45. Conferiu também um 
aumento do espaçamento interlamelar que reduzindo a dureza do material.
Figura 46 – Metalografia do Corpo de Prova Normalizado - NUT
79
Fonte: Os Autores, 2019.
O pré-tratamento térmico de normalização, em comparação com a matéria 
prima e ao recozimento, conferiu as amostras melhor uniformidade no tamanho de 
grão, com o aspecto da perlita mais refinado (Espaçamento interlamelar menor) e 
homogêneo, devido à alta temperatura de austenitização e o resfriamento mais 
acelerado, conferindo o aumento da dureza do material, conforme Figura 46.
Figura 47 – Metalografia do Corpo de Prova com Alivio de Tensões - AUT
80
Fonte: Os Autores, 2019.
O pré-tratamento térmico de Alivio de Tensões, em comparação com a matéria 
prima, conferiu as amostras media uniformidade no tamanho de grão com aspecto 
mais arredondado sendo iniciado a esferodização da cementida da perlita, devido ao 
tempo de patamar em temperatura subcrítica, conforme Figura 47.
A têmpera consiste no momento em que ocorre a transformação martensítica, 
a estrutura do material CFC (austenita) é transformada em TCC martensita, onde os 
átomos de carbono, nitrogênio e demais elementos de liga são impedidos de se 
difundirem para seus lugares, permanecendo em solução.
Figura 48 - Metalografia do corpo de prova temperado e revenido, região de analise ponta.
Fonte: Os Autores, 2019.
81
Na Figura 48, foram encontrados grãos com aspecto mais agulhado, devido ser 
a região de menor massa do corpo de prova, conferindo uma velocidade de 
resfriamento mais rápida. 
Figura 49 - Metalografia do corpo de prova temperado e revenido, região de analise base.
Fonte: Os Autores, 2019.
Comparando a estrutura obtida na Figura 49, com a ponta do corpo de prova 
conforme Figura 48, os grão de martensita são mais arredondados, devido a menor 
velocidade de resfriamento por causa da maior massa em comparação com a ponta 
do corpo de prova. 
21.2ANÁLISES FÍSICAS E DIMENSIONAIS 
21.3ANÁLISE QUÍMICA
A composição química teórica esperada para o Carbono neste material é 0,38 
a 0,43%, todavia a análise química obtida através do espectrômetro, onde foi 
constatado o percentual de carbono acima do esperado, conforme Tabela 7 abaixo:
Tabela 7 – Análise da composição química do aço SAE 4140
Queima Fe C Si Mn P S Cr Mo
1º 96,6 0,461 0,252 0,845 0,0215 0,0341 0,946 0,153
2º 96,6 0,450 0,254 0,851 0,0187 0,0315 1,000 0,152
3º 96,6 0,472 0,261 0,858 0,0194 0,0251 0,912 0,153
4º 96,6 0,482 0,255 0,831 0,0190 0,0250 0,951 0,15
82
5
5º 96,6 0,454 0,295 0,827 0,0185 0,0312 0,915 0,147
Media 96,6 0,465 0,273 0,833 0,0203 0,0316 0,942 0,153
Fonte: Os Autores, 2019
Para garantir maior precisão dos resultados foi necessário realizar analise do 
carbono enxofre, conforme Tabela 8 abaixo: (carbono enxofre)
Tabela 8 – Carbono enxofre
Queima C S
1º 0,436 % 0,249 %
2º 0,424 % 0,254 %
3º 0,421 % 0,256 %
Media 0,427 % 0,253 %
Fonte: Os Autores, 2019
Os resultados obtidos da composição química estão dentro do esperado para 
o aço SAE 4140. 
21.3.1 Dimensional 
Para garantir o controle dimensional durante todo o processo, foram separados 
os corpos de prova em lotes, sendo lote 01, conforme Tabela 9, que consiste no pré-
tratamento realizado na matéria prima mais a TAG “UT” e lote 02, conforme Tabela 
10 e Tabela 12, onde os pré-tratamentos foram realizados após a usinagem. 
Os corpos de prova passaram pela analise dimensional na MMC para obter as 
dimensões nominais (pós-corte)e comparado com a saída do processo (temperado 
e revenido), onde os resultados de valores positivos representam o aumento das 
cotas e os valores negativos representam redução da cota em questão. 
83
O ponto de maior importância dimensional, conforme apresentado no capitulo 
11, na Figura 35 é a cota “C”, pois é denominado ponto crítico.
Tabela 9 - Resultado dimensional LOTE 01 (Comparação do corte inicial com o temperado)
RUT - 01 RUT – 02 RUT - 03 RUT - 01 RUT – 02 RUT - 03
A 64,09 64,08 64,08 64,08 mm ± 0,01 64,24 64,20 64,22 64,22 mm ± 0,02 0,21%
B 39,92 37,92 36,91 38,25 mm ± 1,25 37,10 37,06 37,08 37,08 mm ± 0,01 -3,06%
C 6,43 6,42 6,44 6,43 mm ± 0,01 6,80 6,76 6,80 6,79 mm ± 0,02 5,55%
D 6,42 6,42 6,42 6,42 mm ± 0,01 6,45 6,41 6,45 6,44 mm ± 0,02 0,25%
E 6,45 6,45 6,43 6,44 mm ± 0,01 6,46 6,48 6,43 6,45 mm ± 0,02 0,18%
F 0,026 0,010 0,015 0,017 mm ± 0,01 0,008 0,017 0,001 0,009 mm ± 0,01 -49,02%
NUT - 01 NUT – 02 NUT - 03 NUT - 01 NUT – 02 NUT - 03
A 64,04 64,08 64,06 64,06 mm ± 0,01 64,17 64,17 64,23 64,19 mm ± 0,03 0,21%
B 37,02 36,97 36,98 36,99 mm ± 0,02 37,15 37,06 37,15 37,12 mm ± 0,04 0,35%
C 6,54 6,51 6,51 6,52 mm ± 0,02 6,80 6,74 6,86 6,80 mm ± 0,05 4,33%
D 6,49 6,47 6,47 6,48 mm ± 0,01 6,51 6,48 6,51 6,50 mm ± 0,01 0,34%
E 6,57 6,52 6,53 6,54 mm ± 0,02 6,57 6,54 6,51 6,54 mm ± 0,02 0,02%
F 0,005 0,012 0,010 0,009 mm ± 0,01 0,004 0,005 0,014 0,008 mm ± 0,01 -14,81%
AUT - 01 AUT – 02 AUT - 03 AUT - 01 AUT – 02 AUT - 03
A 64,025 64,036 64,041 64,03 mm ± 0,01 64,154 64,203 64,188 64,18 mm ± 0,02 0,23%
B 36,925 36,957 36,952 36,94 mm ± 0,02 37,101 37,141 37,085 37,11 mm ± 0,02 0,44%
C 6,426 6,439 6,417 6,43 mm ± 0,01 6,791 6,895 6,752 6,81 mm ± 0,06 5,995%
D 6,459 6,464 6,466 6,46 mm ± 0,01 6,416 6,49 6,461 6,46 mm ± 0,03 -0,11%
E 6,492 6,525 6,53 6,52 mm ± 0,02 6,492 6,529 6,525 6,52 mm ± 0,02 -0,01%
F 0,01 0,01 0,01 0,01 mm ± 0,01 0,00 0,01 0,02 0,01 mm ± 0,01 34,78%
UT - 01 UT – 02 UT - 03 UT - 01 UT – 02 UT - 03
A 64,019 64,029 64,024 64,02 mm ± 0,01 64,157 64,147 64,136 64,15 mm ± 0,01 0,19%
B 37,948 39,942 36,945 38,28 mm ± 1,25 37,01 37,067 37,052 37,04 mm ± 0,02 -3,23%
C 6,409 6,405 6,429 6,41 mm ± 0,01 6,69 6,757 6,621 6,69 mm ± 0,06 4,29%
D 6,466 6,457 6,459 6,46 mm ± 0,01 6,467 6,471 6,463 6,47 mm ± 0,01 0,10%
E 6,498 6,474 6,51 6,49 mm ± 0,01 6,482 6,462 6,46 6,47 mm ± 0,01 -0,40%
F 0,011 0,034 0,054 0,033 mm ± 0,018 0,016 0,024 0,065 0,035 mm ± 0,021 6,06%
Media 
Media Media 
Media Media 
Media Media 
% de 
deformação 
% de 
deformação 
% de 
deformação 
% de 
deformação 
Formulário de avaliação dimensional corpo de prova Navy C - LOTE 01 + UT
Ponto
Dimensão nominal 
Têmpera e Revenimento 
Têmpera e Revenimento 
Ponto
Dimensão nominal 
Ponto
Pós-Corte Têmpera e Revenimento 
Ponto
Dimensão nominal Têmpera e Revenimento 
Media 
Fonte: Os Autores, 2019.
Os melhores resultados dimensionais obtidos, utilizando a cota “C”, como 
padrão de analise foram as TAGs: UT (4,29%) e NUT (4,33%).
Tabela 10 – Resultado dimensional LOTE 02 (Comparação da dimensão nominal com o pré-
tratamento)
84
URT - 01 URT – 02 URT - 03 URT - 01 URT – 02 URT - 03
A 63,98 64,03 64,02 64,01 mm ± 0,02 64,04 64,01 64,03 64,03 mm ± 0,01
B 36,95 36,96 36,93 36,95 mm ± 0,01 36,96 36,94 36,93 36,94 mm ± 0,01
C 6,40 6,39 6,38 6,39 mm ± 0,01 6,46 6,43 6,41 6,43 mm ± 0,02
D 6,47 6,47 6,44 6,46 mm ± 0,01 6,45 6,44 6,45 6,45 mm ± 0,01
E 6,45 6,45 6,51 6,47 mm ± 0,03 6,49 6,43 6,49 6,47 mm ± 0,03
F 0,006 0,031 0,006 0,014 mm ± 0,01 0,005 0,027 0,007 0,013 mm ± 0,01
UNT - 01 UNT – 02 UNT - 03 UNT - 01 UNT – 02 UNT - 03
A 64,01 64,43 63,42 63,95 mm ± 0,42 64,04 64,44 64,46 64,31 mm ± 0,19
B 36,96 36,54 37,54 37,01 mm ± 0,41 37,00 36,57 37,57 37,05 mm ± 0,41
C 6,44 6,06 7,05 6,52 mm ± 0,41 6,51 6,06 7,07 6,54 mm ± 0,41
D 6,47 6,21 7,09 6,59 mm ± 0,37 6,48 6,07 7,08 6,54 mm ± 0,41
E 6,49 6,00 7,13 6,54 mm ± 0,46 6,34 6,23 7,09 6,55 mm ± 0,39
F 0,006 0,069 0,053 0,043 mm ± 0,03 0,008 0,052 0,036 0,032 mm ± 0,02
UAT - 01 UAT – 02 UAT - 03 UAT - 01 UAT – 02 UAT - 03
A 63,63 64,04 64,03 63,90 mm ± 0,19 63,64 64,07 64,05 63,92 mm ± 0,20
B 37,35 36,93 36,94 37,07 mm ± 0,19 37,34 39,93 36,94 38,07 mm ± 1,33
C 6,86 6,43 6,42 6,57 mm ± 0,20 6,85 6,43 6,43 6,57 mm ± 0,20
D 6,87 6,45 6,46 6,59 mm ± 0,19 6,86 6,46 6,46 6,59 mm ± 0,19
E 6,95 6,55 6,57 6,59 mm ± 0,18 6,94 6,55 6,56 6,68 mm ± 0,18
F 0,008 0,009 0,024 0,014 mm ± 0,01 0,014 0,008 0,009 0,010 mm ± 0,01
Formulário de avaliação dimensional corpo de prova Navy C - LOTE 02 
Média Média Ponto Dimensão nominal 
Dimensão nominal 
Pré-Tratamento 
Pré-Tratamento Média Ponto Média 
Ponto
Dimensão nominal 
Média 
Pré-Tratamento 
Média 
Fonte: Os Autores, 2019.
Foi realizada uma análise dimensional intermediaria neste lote para verificar 
as possíveis deformações causadas pelo pré-tratamento, conforme Tabela 10. 
Tabela 11 - Resultado dimensional LOTE 02 (pós-têmpera e revenimento)
85
URT - 01 URT – 02 URT - 03
A 64,11 64,11 64,15 64,12 mm ± 0,01 0,18%
B 37,11 37,12 37,12 37,12 mm ± 0,01 0,46%
C 6,71 6,60 6,85 6,72 mm ± 0,02 5,15%
D 6,48 6,39 6,35 6,41 mm ± 0,01 -0,77%
E 6,45 6,37 6,49 6,47 mm ± 0,03 -0,53%
F 0,019 0,029 0,002 0,013 mm ± 0,01 16,28%
UNT - 01 UNT – 02 UNT - 03
A 64,15 64,59 63,57 64,10 mm ± 0,41 0,24%
B 37,09 36,64 37,68 37,14 mm ± 0,43 0,34%
C 6,81 6,29 7,39 6,83 mm ± 0,45 4,80%
D 6,46 6,07 7,10 6,54 mm ± 0,43 -0,76%
E 6,50 6,18 7,13 6,60 mm ± 0,40 0,95%
F 0,006 0,046 0,024 0,025 mm ± 0,02 -40,63%
UAT - 01 UAT – 02 UAT - 03
A 63,80 64,20 64,14 64,05 mm ± 0,17 0,24%
B 37,44 37,07 37,10 37,20 mm ± 0,17 0,34%
C 7,13 6,71 6,76 6,86 mm ± 0,19 4,51%
D 6,88 6,50 6,48 6,62 mm ± 0,18 0,40%
E 6,94 6,56 6,60 6,70 mm ± 0,17 0,18%
F 0,023 0,006 0,001 0,010 mm ± 0,01 -26,83%
Formulário de avaliação dimensional corpo de prova Navy C - LOTE 02 
Média % de deformação 
Média % de deformação Ponto
Ponto
Têmpera e Revenimento 
Têmpera e Revenimento 
Têmpera e Revenimento 
Média % de deformação Ponto
Fonte: Os Autores, 2019.
Os melhores resultados dimensionais obtidos, utilizando a cota “C”, como 
padrão de analise, após o tratamento térmico de Têmpera e o revenimento foram as 
TAGs: AUT (4,51%) e UNT (4,80%).
21.3.2 Dureza
A dureza inicial do tarugo é 101 HRB aproximadamente 24 HRC, após a 
realização dos pré-tratamentos foi realizado uma reorganização na microestrutura, 
resultando uma variação na dureza inicial, conforme pode ser analisado na Tabela 
12
86
Tabela 12 – Ensaio de dureza dos corpos de prova pré-tratados
Pré-tratados
TAG
PONTOS DE DUREZA
Média 
A B C
URT - 01 90 90 88
87 HRB ± 2,1URT - 02 88 86 86
URT - 03 85 85 84
UNT - 01 106 106 105
105 HRB ± 0,8UNT - 02 106 105 104
UNT - 03 106 105 104
UAT - 01 104 104 101
103 HRB ± 1,3UAT - 02 104 102 101
UAT - 03 104 104 103
RUT - 01 86 86 85
85 HRB ± 0,7RUT - 02 87 85 84
RUT - 03 86 86 85
NUT - 01 104 103 102
103 HRB ± 1,2NUT - 02 105 105 103
NUT - 03 104 103 101
AUT - 01 102 102 101
102 HRB ± 1,7AUT - 02 105 103 103
AUT - 03 101 100 99
Fonte: Os Autores, 2019.
Conforme ciclo térmico aplicado para têmpera e revenimento, apresentado na 
Figura 34, toda dureza que não estiver conforme os requisitos do Diagrama 6, serão 
descartadas, pois não atingiu o requisito mínimo para aplicação pratica. 
Tabela 13 – Ensaio de dureza dos corpos de prova pós-têmpera e revenimento
Temperado e Revenido 
TAG
PONTOS DE DUREZA
Média
A B C
URT - 01 39 38 33
38 HRC ± 2,5URT - 02 38 36 34
URT - 03 41 39 40
UNT - 01 51 50 50
49 HRC ± 2,1UNT - 02 49 46 45
UNT - 03 52 49 49
UAT - 01 53 49 48
49 HRC ± 1,8UAT - 02 49 48 46
UAT - 03 51 49 49
RUT - 01 49 47 47 51 HRC ± 2,4
RUT - 02 53 52 52
87
RUT - 03 54 52 52
NUT - 01 51 49 49
50 HRC ± 2,0NUT - 02 51 51 47
NUT - 03 55 51 50
AUT - 01 55 54 53
52 HRC ± 2,4AUT - 02 49 49 48
AUT - 03 53 53 51
UT - 01 54 51 48
51 HRC ± 2,2UT - 02 52 48 48
UT - 03 54 53 52
Fonte: Os Autores, 2019.
Conforme Tabela 13 a TAG “URT” não atingiu a dureza necessária, devido a 
este motivo será descartada das análises posteriores,todavia os demais resultados 
obtidos pós-têmpera encontram-se dentro da faixa do Diagrama 6.
88
CONCLUSÃO
Através deste estudo foi possível evidenciar a influência do pré-tratamento 
térmico na deformação dimensional e geométrica, sendo descartado a influência do 
corte por eletroerosão a fio, devido aos baixos esforços durante o corte do material. 
Com relação a deformação dimensional na cota “C”, a TAG “UT” apresentou 
os melhores resultados, todavia não podemos considerar somente este dado, pois a 
microestrutura apresentada não e tão homogenia quanto comparados com as TAGs 
que passaram pelos Pré-tratamentos. 
Dentre os pré-tratamentos a TAG “NUT” apresentou menor deformação 
dimensional na cota “C” e maior uniformidade na microestrutura, sendo obtido grãos 
mais refinado quando comparada com a TAG “UAT”
TRABALHOS FUTUROS
89
Definir uma aplicação especifica, visando comparar os resultados de 
deformação e dureza apresentado neste trabalho 
Analisar a influência do pré-tratamento térmico na deformação dimensional e 
geométrica utilizando o corpo de Prova modelo A ou B e comparar com os 
resultados obtidos.
Analisar as deformações no aço SAE 1045, conforme literaturas é um aço 
com maior tendência a deformação dimensional.
90
REFERÊNCIAS
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da unidade de aços da empresa Bardella S.A. Indústrias Mecânicas, 2007 
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https://www.industrialheating.com/authors/2260-daniel-herring
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ANEXO 01 – PROPOSTA DO FORNECEDOR
ANEXO 02 – DESENHO TÉCNICO PADRÃO NAVY-C
93
ANEXO 03 – FICHA DE ACOMPANHAMENTO - 
METALOGRAFIA
94