Introdução aos Tratamentos Térmicos

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TRATAMENTOS TÉRMICOS
Prof. Luiz Cláudio Cândido
candido@em.ufop.br
www.em.ufop.br
 
 
 
 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO 
Universidade Federal de Ouro Preto 
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais 
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais 
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br 
 
 
 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
Universidade Federal de Ouro Preto
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br
 
 
 
 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO 
Universidade Federal de Ouro Preto 
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais 
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais 
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TRATAMENTOS TÉRMICOS - Fundamentos
METALURGIA GERAL – II (MET 148)
Tratamentos Térmicos
Finalidade:
Alterar as microestruturas, e como consequência as
propriedades mecânicas das ligas metálicas.
CURVAS TTT
(cada aço tem sua curva característica)
início final
CURVAS TTT
Temperatura de 
austenitização

+Fe3C

Perlita
Como a martensita não envolve difusão, a sua formação ocorre instantaneamente (independente do tempo, por isso na 
curva TTT a mesma corresponde a uma reta).
Martensita
AÇO + TRATAMENTO TÉRMICO
O TRATAMENTO TÉRMICO ESTÁ ASSOCIADO 
DIRETAMENTE COM O TIPO DE AÇO.
PORTANTO, DEVE SER ESCOLHIDO DESDE O 
INÍCIO DO PROJETO.
Principais Tratamentos Térmicos
Tratamentos Térmicos
Recozimento
Normalização
Têmpera 
e Revenido
Esferoidização ou 
Coalescimento
• Total ou Pleno
• Isotérmico
• Alívio de tensões
• Recristalização
Reduz a dureza 
e facilita a usinagem de 
aços alto carbono
Aumenta a 
resistência mecânica
Confere
homogeneidade
Tratamentos Térmicos
Recozimento
Total ou Pleno
Recozimento
Isotérmico
Normalização
Tempera e 
Revenido
Resfriamento 
lento 
(dentro do forno)
Resfriamento 
ao ar
TRATAMENTOS SUPERFICIAIS
Dentes de engrenagem temperadas por indução.
TRATAMENTOS SUPERFICIAIS
OBJETIVO
Endurecimento superficial do aço

visando

aumentar a resistência ao desgaste e à abrasão da superfície
TIPOS DE ENDURECIMENTO
• TEMPERA SUPERFICIAL
• TRATAMENTOS TERMOQUÍMICOS
TÊMPERA SUPERFICIAL
Uso da chama para tratamento de engrenagem 
A profundidade de endurecimento pode ser aumentada pelo prolongamento do tempo de
aquecimento. Podem ser atingidas profundidades de até 6,3 mm. O processo é uma
alternativa de tratamento para peças muito grandes, que não caibam em fornos.
Fonte:www.cimm.com.br
Na têmpera por indução, a peça é colocada no interior de uma bobina submetida à passagem
de corrente alternada. O campo energiza a peça, provocando seu aquecimento. Dependendo
da freqüência e da corrente, a taxa e a profundidade de aquecimento podem ser controladas.
Devido a estas características, o processo é indicado para tratamento térmico de superfície.
Os detalhes de tratamento são similares ao endurecimento por chama.
Fonte:www.cimm.com.br
Fonte: www.cimm.com.br
O processo é muito preciso em impor aquecimento seletivo sobre áreas bem específicas.
Além disto o processo pode ser feito em alta velocidade, produzindo pouca distorção.
Uso do laser em peça cilíndrica (esq.) e aplicação localizada (dir.) 
TÊMPERA POR LASER
O endurecimento por feixe de elétrons é similar ao endurecimento por laser. A fonte de
energia é um feixe de elétrons de alta energia. O feixe é manipulado com o uso de espiras
eletromagnéticas.
O processo pode ser automatizado, mas deve ser conduzido sob condições de vácuo, visto
que os feixes de elétrons dissipam-se facilmente no ar.
Como no caso do laser, a superfície pode ser endurecida com muita precisão, tanto na
profundidade como na posição.
Uso do feixe mostrando equipamento ( esq.) e detalhe peça e fonte (dir.)
Fonte:www.cimm.com.br
TÊMPERA POR FEIXE ELETRÔNICO
TRATAMENTOS TERMOQUÍMICOS DA 
SUPERFÍCIE
 CEMENTAÇÃO
 NITRETAÇÃO
 CIANETAÇÃO
 CARBO-NITRETAÇÃO
 BORETAÇÃO
CEMENTAÇÃO
NITRETAÇÃO CIANETAÇÃO
CARBONITRE-
TAÇÃO
BORETAÇÃO
ADIÇÃO DE C ADIÇÃO DE N
ADIÇÃO DE 
C e N
ADIÇÃO DE 
C e N
ADIÇÃO DE B
Sólida
Líquida
Gasosa
Plasma
Líquida
Gasosa
Plasma
Líquida Gasosa Sólida
Tproc.= acima 
da temp. crítica
(850-950C 
ou mais)
Dureza:~65HRC
Camada: até 
10mm
Tproc.= abaixo
da temp. crítica
(500-600C)
Dureza:~1000-
1100HV
Camada: até 
1mm
Tproc.= 650-850C
Camada: de 0,1
a 0,3mm
Tproc.= 700-900C
Camada: ~7mm
Tproc.= 900C
Dureza:
~700-2000HV
Camada: 4h
produz 
100m
Temperatura de início da transformação martensítica (têmpera)
Importância do carbono equivalente para caracterizar a 
temperabilidade de um aço
(expressões usuais)
O fenômeno de bandeamento em aços carbono
Consiste em lamelas alternadas de ferrita e de perlita em aços C como laminados a
quente.
Durante a solidificação de aços com alto teor de C equivalente (Ceq):
(por ex., AISI/SAE 1025 com 1,50% de Mn, ou seja C equivalente da ordem de 0,5%),
há a segregação interdendrítica do Mn, difícil de ser evitada.
O Mn reduz a atividade do C na austenita, fazendo com que o C também se segregue
nas vizinhanças das regiões ricas em Mn. Durante a transformação de fases, após a
laminação a quente, estas regiões ricas em C e Mn transformam-se em perlita.
Microestrutura da seção longitudinal de um aço do tipo API 5L X60 (C = 0,19%; Mn = 1,32%), utilizado em um mineroduto; 
ataque Nital 2%; (a) 200X, superfície externa; (b) 1000X, superfície externa; bandeamento de perlita e ferrita.
(a) (b)