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Seleção de Materiais
Engenharia Metalúrgica
Sandro Rosa Corrêa
Aula 9 - Anexo
Exemplos de Seleção por Temperabilidade
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1
Exemplo 1
• Qual a distância Jominy equivalente ao centro de uma barra redonda, com
diâmetro de 2”, temperada em água sem agitação? Isto é, qual ponto do corpo-de-
prova Jominy tem uma curva de resfriamento equivalente ao centro da barra citada?
Solução : . Meio de resfriamento = água: severidade de têmpera H=1.
. H=1 e barra com = 2” consultar a figura de correspondência Jominy para
centro de barras temperadas, isto é, 0,0 
R
r
 
7/16 “
• A figura indica 7/16” para o valor da distância da
extremidade resfriada no CP Jominy.
• Logo, se for objetivada uma certa dureza no
centro da barra com = 2” , após têmpera em
água, deve ser procurado um aço que atinja essa
dureza no ensaio Jominy a 7/16” da extremidade.
• Portanto, a seleção de aços através desse método
exige o acesso às curvas Jominy correspondentes
às várias especificações de aços para construção
mecânica.
• Tais curvas estão disponíveis na literatura e nos
catálogos de fornecedores desses aços.
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Exemplo 2
• Selecionar um aço para um eixo de 57 mm de diâmetro (2 ¼”) submetido a carga axial
estática que provoca uma tensão de projeto de 1.500 MPa (já incluído o fator de
segurança). Considerar que a peça deve ter pouco empeno no tratamento térmico.
Solução : O eixo solicitado por carga axial deve ter a garantia de resistência mínima de 1.500
MPa ao longo de toda a seção transversal, incluindo a região com menor velocidade
de resfriamento: o centro do eixo. A figura da esquerda indica a dureza na peça pronta, relativa
ao LR de 1.500 MPa (440 HB ou 46 HRC). A
figura abaixo mostra a dureza de 53 HRC após
têmpera, para atingir 46 HRC após o revenido.
440 HB = 46 HRC
53 HRC
46 HRC
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Exemplo 2 (continuação)
• Apesar da peça ter formato simples, a sua dimensão e a prevenção contra empeno no
tratamento térmico recomendam um meio de resfriamento menos drástico do que a água,
como o óleo com agitação (severidade H=0,5).
• Para o diâmetro do eixo =2 ¼” e H=0,5 , a figura da esquerda indica a distância Jominy
equivalente ao centro do eixo como sendo 22/32”, ou 11,0 x 1/16”.
• Assim, estão definidos os parâmetros para a seleção do aço a partir da curva Jominy,
considerando a região do centro do eixo: dureza mínima de 53 HRC na distância de 11 x 1/16”.
• Após tratamento de têmpera, é medida a dureza na superfície da peça, verificando se o
tratamento foi corretamente realizado. A figura da direita indica, para =2 ¼” e H=0,5 , que a
distância Jominy correspondente a 90% do raio (equivalente à superfície da peça) é 7/16” .
2 ¼”
22/32” = 11/16”
2 ¼”
7/16”
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53
22/32” = 11/16”
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Exemplo 2 (continuação)
• O próximo passo é procurar alternativas de aços que apresentem curvas Jominy que
atendam a condição de dureza mínima de 53 HRC na distância de 11 x 1/16”.
• Consultando a literatura técnica e catálogos de fornecedores de aços, a condição citada seria
atendida pelos seguintes aços: AISI 4150 H, 4147 H, 4340 H e 9850 H. Tais aços apresentam
temperabilidade assegurada, que resulta em menor dispersão de resultados no ensaio Jominy.
• A escolha entre os aços identificados deve considerar os fatores custo e disponibilidade,
mas para ilustrar o presente exemplo será selecionado o aço AISI 4340 H.
• As curvas Jominy abaixo mostram que o aço em questão apresenta dureza média de 53
HRC, variando entre 51 e 59 HRC, na distância 11/16”. Para o controle da qualidade da
têmpera, a dureza na superfície deve ser da ordem de 56 HRC (distância Jominy equiv. 7/16”).
59 HRC
51 HRC
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Exemplo 2 (continuação)
• O tratamento de têmpera, segundo informações de catálogos, deverá ter austenitização a
850ºC por 2 horas (1 hora por polegada), resfriamento em óleo com agitação e aquecido entre
40 e 60ºC, e revenimento a 450ºC por 2 horas. Tal revenimento não provocaria fragilidade.
• Conforme se verifica no gráfico ao lado (Fonte:
Villares Metals), a temperatura de revenimento
de 450ºC promoveria no aço AISI 4340 uma
dureza em torno de 460 HB = 49 HRC, e um
limite de resistência da ordem de 168 kgf/mm2 =
1.650 MPa.