Guia Completo de Tratamentos Térmicos do Aço

Aspectos Gerais do Aquecimento e Tratamento Térmico

Cuidados na Fase de Aquecimento

Velocidades de aquecimento muito elevadas podem causar distorções ou, até mesmo, trincas; porém, em alguns casos, velocidades muito baixas de aquecimento podem causar crescimento de grão (ex: aços fortemente encruados).

O que é Pré-aquecimento e Quando Usá-lo?

O pré-aquecimento acontece no início do aquecimento do material, aquecendo-o lentamente a fim de evitar ou não provocar defeitos na peça que está sendo aquecida.

Tempo de Permanência na Temperatura de Tratamento

O tempo de tratamento térmico depende muito das dimensões da peça e da microestrutura desejada. Quanto maior o tempo, maior a segurança da completa dissolução das fases para posterior transformação, e maior será o tamanho do grão. A temperatura depende do tipo de material e da transformação de fase ou microestrutura desejada.

Descarbonetação: Ocorrência e Prevenção

A descarbonetação é a combinação do carbono do aço com o oxigênio livre do ambiente. Esse processo conduz à perda de carbono do aço a partir de sua superfície, fazendo com que a peça fique com uma camada com teor reduzido de carbono. A espessura dessa camada dependerá do tempo e da temperatura em que a peça ficará exposta a essas condições. Obviamente, essa é uma situação normalmente indesejável, pois a diminuição do teor de carbono conduzirá a uma diminuição na dureza. Esse fato se torna mais grave quando realizamos um tratamento térmico de têmpera, pois uma diminuição no teor de carbono provoca uma queda sensível na dureza, já que a dureza da martensita depende do teor de carbono. Sendo assim, as peças submetidas a tratamentos térmicos deverão ser protegidas por uma atmosfera neutra que impeça a descarbonetação. Isso pode ser conseguido utilizando-se fornos que produzam esse tipo de atmosfera ou, caso isso não seja possível, deve-se envolver as peças em uma substância rica em carbono, como cavacos de ferro fundido ou carvão.

Propriedades e Tipos de Têmpera

Tenacidade: Aço Normalizado vs. Recozido

Por que a tenacidade do aço normalizado é maior que a do recozido? Na normalização, por incluir um resfriamento mais acelerado do que o recozimento, além de produzir uma perlita mais fina, irá produzir uma diminuição do tamanho de grão, que leva a um considerável aumento de tenacidade.

Martêmpera vs. Têmpera Convencional

O tratamento da martêmpera é utilizado em substituição à têmpera quando se deseja diminuir o risco de trincas, empenamentos e tensões residuais excessivas. O tratamento consiste basicamente em se retardar o resfriamento logo acima da temperatura de transformação martensítica, permitindo a equalização da temperatura ao longo de toda a peça, completando-se após o resfriamento. A estrutura formada, a exemplo da têmpera, será martensítica, sendo, portanto, dura e frágil. Na têmpera convencional, o processo é o mesmo: obtenção de microestrutura dura e frágil.

Temperabilidade do Aço: Definição e Fatores

O que vem a ser a temperabilidade de um aço? De que depende? Temperabilidade é a capacidade de um aço alcançar, transformar-se total ou parcialmente de austenita para martensita. A temperabilidade depende do tamanho de grão e da presença de determinados elementos de liga.

Têmperas Superficiais

Têmpera por Chama

A superfície é rapidamente aquecida por meio de chama de oxiacetileno e é logo resfriada por meio de borrifo de água.

Têmpera por Indução

O calor é gerado na própria peça por indução eletromagnética; o aquecimento é mais rápido, e pode-se controlar a profundidade de aquecimento pela forma da bobina.

Após a têmpera superficial, os aços são revenidos.

Principais Tratamentos Térmicos do Aço e Seus Objetivos

• Recozimento Pleno

  O objetivo é remover tensões devidas a tratamentos mecânicos, diminuir a dureza, aumentar a ductilidade, regularizar a textura bruta de fusão e, finalmente, eliminar o efeito de quaisquer tratamentos térmicos ou mecânicos a que o aço tenha sido submetido.

• Recozimento Isotérmico

  O objetivo é utilizado para peças que necessitam ser usinadas com remoção de cavacos e que, após a usinagem, devam sofrer tratamentos térmicos finais com distorções dimensionais mínimas e sempre repetitivas para grandes séries de produção.

• Normalização

  Os objetivos são idênticos aos do recozimento, com a diferença de que se preocupa em obter uma granulação mais fina e, portanto, melhores propriedades mecânicas. As condições de aquecimento do material são idênticas às que ocorrem no recozimento; o resfriamento é feito mais rápido: ao ar.

• Austêmpera

  O objetivo consiste no aquecimento do aço a temperaturas acima da crítica, seguido de resfriamento rápido de modo a evitar a transformação da austenita até o nível de temperaturas correspondentes à formação de bainita. O aço é mantido a essa temperatura o tempo necessário para que a transformação da austenita em bainita se complete. Dependendo da temperatura do banho (de sal fundido ou chumbo derretido) onde o aço é resfriado, obtém-se bainita mais ou menos dura.

  Compare a austêmpera com a têmpera convencional.

• Têmpera Convencional

  O objetivo da têmpera convencional é o aumento da dureza, resistência mecânica (limites de escoamento e resistência) e resistência ao desgaste; entretanto, a ductilidade e a tenacidade dos aços temperados é nula. Possui 100% de martensita com dureza de 60 a 67 HRC. O resfriamento da austenita é feito em água, óleo ou ar forçado.

• Martêmpera

  O objetivo é o aumento de dureza por meio da microestrutura martensítica. Proporciona menor nível de tensões internas em relação à têmpera convencional e, consequentemente, maior estabilidade dimensional sobre os lotes e menor perda de peças por trincas e/ou distorções dimensionais. O custo é mais elevado que a têmpera convencional devido ao emprego de fornos do tipo banho de sal.