A1 - 2 resmat

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Centro Universitário das Faculdades Metropolitanas Unidas 
Curso: Engenharia Civil – 5º Semestre 
 
 
 
 
Atividade 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tratamentos Térmicos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Glauco do Nascimento Vicente 6201118 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO PAULO – SP 
ABRIL 2022 
Tratamento Térmico 
Em resumo, tratamento térmico é o conjunto de ações de aquecimento e 
resfriamento que os aços são submetidos. Esse material tem as condições de 
temperatura, atmosfera, velocidade, resfriamento controladas para alterar suas 
características ou conceder a eles outras propriedades. 
Segue uma representação de um tratamento Térmico: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Têmpera 
 
A têmpera é um processo de tratamento térmico usado para aumentar a 
resitência dos materiais. O aquecimento e resfriamento do material em 
velocidades alternadas aproximam as moléculas (austenitização), dando esta 
característica resistente. Existe diversos tipos de têmperas: por chama, por 
indução, superficial e total. 
 
O uso de chama se dá por meio de um maçarico. Como o calor é direcionado a 
uma parte específica da peça, esta pode ser temperada parcialmente. A 
superficial, como o próprio nome diz, é realizada na superfície de uma peça e a 
total é quando todo o material sofre austenitização. 
 
No caso da têmpera por indução, é aplicado campos magnéticos sobre a 
superfície do material, forçando a indução de corrente elétrica no material, 
fornecendo calor intenso no local de aplicação. É com o resfriamento abrupto 
gerado logo depois que o processo realiza o aumento na dureza do aço. 
 
Segundo a Bodycote, empresa que que presta serviços na área de tratamentos 
térmicos, este processo é aplicado em aços que possuem teor de carbono 
variando entre 0,4 e 1%, para obtenção de durezas na ordem de 60 HRC, com 
profundidade de até 11 mm. As principais vantagens da têmpera por indução é 
a diminuição das deformações, aumento da resistência ao desgaste, 
tratamento em áreas específicas e possibilidade de variar a profundidade da 
camada de acordo com a aplicação. 
 
Entre as principais aplicações estão os cilindros de laminação, dentes de 
engrenagens, pinos de supensão para a indústria automotiva, cabeças de 
parafusos, tubos para indústria mineradora, barramentos de tornos, facas 
industriais, régua guia de máquinas, garfos para câmbios e semi-eixos. 
 
REVENIMENTO 
 
Segundo Chiaverini (2006) revenimento é o tratamento térmico caracterizado 
pelo reaquecimento abaixo da zona crítica que normalmente é realizado 
sempre após o tratamento térmico da têmpera, tendo como objetivo básico 
aliviar as tensões internas e diminuir a fragilidade da martensita, eliminando a 
maioria dos inconvenientes produzidos por esta; além de aliviar ou remover as 
tensões internas, corrige a excessiva dureza do material, aumentando a 
ductibilidade e a resistência ao choque. Devem-se, revenir as peças logo após 
a têmpera, para diminuir a perda de peças por ruptura, a qual pode ocorrer se 
for aguardar muito tempo para realizar o revenimento. A martensita primária 
formada após a têmpera apresenta tensões internas elevadas, por isso é dura 
e frágil (baixa tenacidade). Para diminuir essa fragilidade da martensita, realiza-
se o tratamento térmico de revenimento. Neste processo, o aço é aquecido a 
uma determinada temperatura abaixo da linha A1, no diagrama de equilíbrio F-
C por um determinado tempo, o resultado é o abaixamento de dureza e o 
conseqüente aumento de tenacidade, resultando em um material mais 
resistente. A martensita revenida é mais tenaz que a martensita primária. E por 
essa razão, todo o aço temperado deverá ser revenido. A dureza após o 
revenimento dependerá da especificação exigida. Quanto mais alta a 
temperatura de revenimento, maior será a queda de dureza, conforme mostra 
(FIG. 1). 
 
 
 
Etapas do revenimento 
 Dependendo da temperatura, o revenimento apresentará aspectos diferentes, 
ocorrendo o seguinte (CHIAVERINI, 2006): 
 
• Revenimento abaixo de 120ºC: a martensita, saturada de carbono, começa a 
liberar esse elemento na forma de carbonetos complexos (Fe12C5) 
progressivamente. Ocorre somente um distencionamento da martensita, e não 
um revenimento propriamente dito. O aspecto metalográfico praticamente não 
muda. 
 • Revenimento entre 120 e 250ºC: esta é a zona para o revenimento de alta 
resistência ao corte. A medida que a temperatura aumenta as tensões internas 
diminuem o que melhora a resistencia ao choque, começa o apareciemnto de 
microestrutura de martensita revenida e a dureza em aços comuns é da ordem 
de 65 – 60 HRc. 
• Revenimento entre 250 a 300ºC: zona de resistência ao choque e menor 
dureza. As tensões internas diminuem mais ainda pois nesta fase começa a 
surgir uma microestrutura mesclada de martensita e troostita, a dureza cai para 
50 – 60 HRc. 
• Revenimento entre 300 a 400ºC: zona de melhor resistencia ao choque. A 
recuperação da microestrutura metaestável promove elevada resistência ao 
choque e impactos, pois, com dureza na ordem de 35- 50 HRc, é otima para 
aplicações de matrizes de estampos, punções, molas, etc. A microestrutura de 
trostita com sorbita, apresenta ao microscópio a revelação mais escura. 
 • Revenimento entre 400 a 600ºC: zona de aumento significativo de 
ductubilidade e menor dureza. Nesta faixa de temperatura ocorre a diminuição 
rápida da dureza, pois, a microestrutura predominante de sorbita com 
esferoidita deixa o material com tensões internas bem diminuidas. A dureza 
situa-se entre 15 a 35 HRc. 
 • Revenimento entre 600 a 700ºC: praticamente só existe esferoidita, pois, a 
dureza é comparada a de um material nornalizado. A temperatura de 
revenimento pode ser escohida de acordo com a combinação das propriedades 
mecânicas que se deseja de aço temperado. 
 
 
 
Curvas de revenimento 
 Para cada aço existe uma curva revenimento. Os fabricantes costumam 
mostrar estas curvas em seus catálogos, exemplo (FIG. 2). 
 
Legenda: 
A: Martensita revenida 
B: Precipitação de carbonetos 
C:Transformação da austenita retida em martensita primária 
D: Revenimento de aços rápidos e aços de alta liga. 
 
Efeito do tempo no revenimento 
Na operação de revenido importa não só a temperatura do tratamento como 
igualmente o tempo de permanência à temperatura considerada. A influência 
maior verifica-se no início, diminuindo com intervalos de tempo maiores. O 
revenimento é um processo que ocorre por difusão e portanto o tempo tem 
função importante. Dependendo da massa da peça, uma vez fixada a 
temperatura de revenimento, o tempo terá que ser suficiente para que a peça 
seja revenida adequadamente. Na prática podemos utilizar o seguinte critério: 
tempo mínimo de 2 horas para seções de até uma polegada. Para cada 
polegada a mais acrescenta-se 1 hora. Para peças de pequena espessura 
(menores que 1 polegada), desde que o equipamento e a quantidade de peças 
permitam, este tempo de revenido pode baixar para 1 hora em temperatura. 
 
Conclusões e recomendações 
 
Ocorre em determinados tipos de aços quando são revenidos entre 375 a 
475ºC, ou quando resfriados lentamente nessa faixa de temperatura. A 
fragilidade ocorre mais rapidamente na faixa de 470 a 475ºC e só e detectável 
pelo ensaio de impacto. Aços de baixa liga e aços que contêm quantidades 
apreciáveis de manganês, níquel, cromo, antimônio, fósforo e enxofre, são os 
mais suscetíveis a fragilidade de revenido, sendo o antimônio o mais nocivo de 
todos. Os aços que contêm cromo e níquel são os mais suscetíveis, e para 
minimizar esse efeito, o teor de fósforo deverá ser mais baixo que os teores 
dos aços comuns (abaixo de 0,02%). 
Fontes consultadas 
CHIAVERINI, Vicente. Aços e ferros fundidos: características gerais, 
tratamentos térmicos, principais tipos. 7. ed. São Paulo: Associação Brasileira 
de Metalurgia e Materiais, 2006. GERDAU. Aços Ferramenta. São Paulo: 
Gerdau, Aços especiais, [200-]. 
 
 
 
 
 
 
CEMENTAÇÃO 
 
A cementação tratamentotérmico tem como elemento mais importante o 
carbono. O aço que passará por cementação tratamento térmico deve possuir 
baixo teor de carbono. Isto porque, quando a peça é aquecida a uma temperatura 
de austenitização, reage em uma atmosfera específica e fica com sua superfície 
enriquecida de carbono. 
A cementação tratamento térmico permite que o aço passe, posteriormente, pelo 
processo de têmpera, para aumento de dureza e aumento da resistência ao 
desgaste. cementação tratamento térmico, então, é a adição de carbono à 
camada superficial do aço. 
Destaca-se que a cementação tratamento térmico deve ser feita por uma 
empresa especializada e certificada para que haja boa qualidade e dureza. 
As principais vantagens da cementação tratamento térmico à peça de aço 
tratada são, portanto: 
 
 
 
 Alta resistência à fadiga de contato; 
 Maior dureza superficial; 
 Alta resistência a cargas elevadas. 
 
NITRATAÇÃO 
 
 
É o procedimento que aufere a conexão do nitrogênio a um metal, objetivando 
torná-lo mais duro. Trata-se de uma técnica industrial que produz cementação, 
em que inclui a formação de uma pequena camada de liga robusta na parte 
externa do objeto metálico. A técnica para a obtenção conduzida no processo 
de nitretação é obtida por meio da interseção combinada de nitrogênio, metal e 
calor. Uma vez submetido ao calor intenso, o nitrogênio se liga ao metal do 
aço. Quando o processo de nitretação é conduzido de maneira eficaz, o 
resultado obtido é uma liga muito rígida. 
 
 
NORMALIZAÇÃO 
 
 
 
A Normalização é o processo de tratamento térmico que tem como objetivo 
diminuir a granulação do aço, é um tratamento que refina a estrutura do aço, 
dando propriedades melhores que as conseguidas no processo de 
recozimento. Esse processo pode ser feito no final ou pode ser um processo 
intermediário. 
O processo de Normalização é feito em duas partes, o aquecimento que o 
tempo depende da espessura da peça em atmosfera controlada e resfriamento 
ao ar. É feito o aquecimento (austenização) a mais ou menos 900°C e o 
resfriamento é até 600°C. Na alteração de temperatura, a estrutura passa de 
austenita para perlita e ferrita. 
O processo de Normalização facilita a usinagem da peça. 
 
 
RECOZIMENTO 
 
 
O recozimento tratamento térmico é um processo que, como os demais 
tratamentos tem por objetivo alterar propriedades físicas de um material. 
O recozimento tratamento térmico elimina todas as características obtidas por 
uma peça em outros procedimentos, o que proporciona mais capacidade de 
usinagem e conformabilidade. 
O recozimento é a técnica que aquece o material mantendo a temperatura por 
certo tempo e, a partir daí, deixando que resfrie lentamente no próprio forno. 
Durante os processos de fundição e conformação mecânica ocorrem tensões 
que precisam ser corrigidas com o uso do recozimento tratamento térmico, que 
também é utilizado para regularizar a estrutura bruta de fusão e para eliminar os 
efeitos de tratamentos anteriores. É um método eficaz na diminuição da dureza 
e melhoria dos dutos. Por todos esses benefícios, o recozimento tratamento 
térmico é comumente aplicado na indústria gerando produtos de alta eficiência. 
 
Vantagens do recozimento tratamento térmico: 
 Remove tensões decorrentes de tratamentos anteriores; 
 Diminui a dureza; 
 Ajusta o tamanho dos grãos; 
 Regulariza a estrutura bruta de fusão. 
 
 
 
 
 
Estruturas Cristalinas 
Os aços são ligas ferro-carbono e para entender como os átomos de ferro e 
carbono formam a estrutura cristalina é preciso antes visualizar os aglomerados 
de átomos de ferro (raio atômico 140 pm) e as formas cristalinas que esse 
elemento pode assumir. Em temperaturas elevadas o aço apresenta uma 
estrutura, denominada cúbica de face centrada – CFC, mostrada na parte 
superior da figura abaixo. É formada por 8 átomos de ferro, situados nos vértices 
de uma célula unitária cúbica e por 6 átomos de ferro,situados nasfaces do cubo. 
Veja que somente 1/8 de cada átomo situado nos vértices do cubo faz 
efetivamente parte da célula unitária. Da mesma forma, somente 1/2 de cada 
átomo situado no centro das faces fica no interior da célula unitária. Em 
temperaturas mais baixas os átomos de ferro se organizam de outra maneira 
formando uma estrutura cúbica de corpo centrado - CCC, com 8 átomos nos 
vértices da célula unitária cúbica e um único átomo no centro do cubo, figura 
abaixo mostra como é a representação tantos da estrutura cristalina como a dos 
átomos de ferro 
 
 
 
Referencias: 
https://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/7519-tempera-
aumenta-resistencia-de-
materiais#:~:text=A%20t%C3%AAmpera%20%C3%A9%20um%20p
rocesso,por%20indu%C3%A7%C3%A3o%2C%20superficial%20e%
20total. 
https://www.senairs.org.br/sites/default/files/documents/tipos_de_re
venimento.pdf 
https://www.unitrat.com.br/cementacao-tratamento-
termico#:~:text=A%20cementa%C3%A7%C3%A3o%20tratamento%20t%C
3%A9rmico%20permite,%C3%A0%20camada%20superficial%20do%20a%
C3%A7o. 
 
https://tratamentotermico.com/normalizacao 
 
https://www.unitrat.com.br/recozimento-tratamento-
termico#:~:text=O%20recozimento%20tratamento%20t%C3%A9
rmico%20%C3%A9,capacidade%20de%20usinagem%20e%20co
nformabilidade.