MATERIAIS E ENSAIOS

Prévia do material em texto

Curso Técnico em Mecânica
Materiais e Ensaios
Armando de Queiroz Monteiro Neto
Presidente da Confederação Nacional da Indústria
José Manuel de Aguiar Martins
Diretor do Departamento Nacional do SENAI
Regina Maria de Fátima Torres
Diretora de Operações do Departamento Nacional do SENAI
Alcantaro Corrêa
Presidente da Federação das Indústrias do Estado de Santa Catarina
Sérgio Roberto Arruda
Diretor Regional do SENAI/SC
Antônio José Carradore
Diretor de Educação e Tecnologia do SENAI/SC
Marco Antônio Dociatti
Diretor de Desenvolvimento Organizacional do SENAI/SC
Confederação Nacional das Indústrias
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
Curso Técnico em Mecânica
Materiais e Ensaios
Fernando Darci Pitt
Florianópolis/SC
2010
É proibida a reprodução total ou parcial deste material por qualquer meio ou sistema sem o prévio 
consentimento do editor. Material em conformidade com a nova ortografia da língua portuguesa.
Equipe técnica que participou da elaboração desta obra
Coordenação de Educação a Distância
Beth Schirmer
Revisão Ortográfica e Normatização
Contextual Serviços Editoriais
Coordenação Projetos EaD
Maristela de Lourdes Alves
Design educacional, Ilustração, 
Projeto Gráfico Editorial, Diagramação 
Equipe de Recursos Didáticos 
SENAI/SC em Florianópolis
Autor
Fernando Darci Pitt
 
SENAI/SC — Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
Rodovia Admar Gonzaga, 2.765 – Itacorubi – Florianópolis/SC
CEP: 88034-001
Fone: (48) 0800 48 12 12
www.sc.senai.br 
Ficha catalográfica elaborada por Luciana Effting CRB14/937 - Biblioteca do SENAI/SC Florianópolis 
 
 
P688m 
Pitt, Fernando Darci 
Materiais e ensaios / Fernando Darci Pitt. – Florianópolis : SENAI/SC, 
2010. 
87 p. : il. color ; 28 cm. 
 
Inclui bibliografias. 
 
1. Materiais. 2. Materiais – Testes. 3. Mecânica. 4. Metalografia. I. SENAI. 
Departamento Regional de Santa Catarina. II. Título. 
 
CDU 620.1 
 
 
Prefácio
Você faz parte da maior instituição de educação profissional do estado. 
Uma rede de Educação e Tecnologia, formada por 35 unidades conecta-
das e estrategicamente instaladas em todas as regiões de Santa Catarina.
No SENAI, o conhecimento a mais é realidade. A proximidade com as 
necessidades da indústria, a infraestrutura de primeira linha e as aulas 
teóricas, e realmente práticas, são a essência de um modelo de Educação 
por Competências que possibilita ao aluno adquirir conhecimentos, de-
senvolver habilidade e garantir seu espaço no mercado de trabalho. 
Com acesso livre a uma eficiente estrutura laboratorial, com o que existe 
de mais moderno no mundo da tecnologia, você está construindo o seu 
futuro profissional em uma instituição que, desde 1954, se preocupa em 
oferecer um modelo de educação atual e de qualidade. 
Estruturado com o objetivo de atualizar constantemente os métodos de 
ensino-aprendizagem da instituição, o Programa Educação em Movi-
mento promove a discussão, a revisão e o aprimoramento dos processos 
de educação do SENAI. Buscando manter o alinhamento com as neces-
sidades do mercado, ampliar as possibilidades do processo educacional, 
oferecer recursos didáticos de excelência e consolidar o modelo de Edu-
cação por Competências, em todos os seus cursos.
É nesse contexto que este livro foi produzido e chega às suas mãos. 
Todos os materiais didáticos do SENAI Santa Catarina são produções 
colaborativas dos professores mais qualificados e experientes, e contam 
com ambiente virtual, mini-aulas e apresentações, muitas com anima-
ções, tornando a aula mais interativa e atraente. 
Mais de 1,6 milhões de alunos já escolheram o SENAI. Você faz parte 
deste universo. Seja bem-vindo e aproveite por completo a Indústria 
do Conhecimento.
Sumário
Conteúdo Formativo 9
Apresentação 11
13 Unidade de estudo 1
Estrutura Química
Seção 1 - Classificação dos 
materiais
Seção 2 - Ligações químicas 
Seção 3 - Estruturas crista-
linas
Seção 4 - Defeitos cristalinos
23 Unidade de estudo 2
Propriedades dos 
Materiais
Seção 1 - Propriedades 
físicas
Seção 2 - Propriedades 
químicas
Seção 3 - Propriedades 
mecânicas
13
 
14
16
 
19
29 Unidade de estudo 3
Materiais Metálicos 
Ferrosos
Seção 1 - Siderurgia
Seção 2 - Ligas metálicas
Seção 3 - Microconstituintes 
do aço
Seção 4 - Aço-liga
Seção 5 - Aço ferramenta
Seção 6 - Aços inoxidáveis
Seção 7 - Ferros fundidos
43 Unidade de estudo 4
Materiais Metálicos 
Não Ferrosos
Seção 1 - Os tipos de mate-
riais metálicos não ferrosos
47 Unidade de estudo 5
Metalografia
Seção 1 - Introdução
Seção 2 - Microscopia
Seção 3 - Preparação das 
amostras 
Seção 4 - Preparação dos 
reagentes
53 Unidade de estudo 6
Processamentos 
Térmicos
Seção 1 - Introdução
Seção 2 - Fatores de controle 
nos tratamentos térmicos
Seção 3 - Diagrama transfor-
mação-tempo-temperatura 
(TTT) 
Seção 4 - Tratamentos tér-
micos 
Seção 5 - Tratamentos ter-
moquímicos 
63 Unidade de estudo 7
Ensaios
Seção 1 - Introdução
Seção 2 - Ensaios de oficina
Seção 3 - Ensaios não destru-
tivos
Seção 4 - Ensaios destrutivos
Finalizando 81
 
Referências 83
 
 
Anexos 85
 
23
 
25
 
25
29
30
32
 
34
35
36
38
43
53
53
 
54
 
 
57
 
61
47
47
48
 
50
63
64
64 
66
8 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Conteúdo Formativo
9MATERIAIS E ENSAIOS
Carga horária da dedicação
Carga horária: 45 horas
Competências
Avaliar as características e propriedades dos materiais em componentes mecâni-
cos utilizando técnicas de ensaios.
Conhecimentos 
 ▪ Tratamentos térmicos.
 ▪ Metalografia. 
 ▪ Ensaios mecânicos (destrutivos e não destrutivos).
Habilidades
 ▪ Ler e interpretar desenhos técnicos. 
 ▪ Identificar, selecionar e utilizar equipamentos e ferramentas de ensaios. 
 ▪ Ler, interpretar e aplicar manuais, catálogos e tabelas técnicas. 
 ▪ Aplicar normas técnicas de saúde, segurança e meio ambiente. 
 ▪ Identificar materiais. 
 ▪ Aplicar ensaios mecânicos. 
 ▪ Especificar processos de transformação dos materiais. 
 ▪ Estabelecer critérios de análise para as causas dos diferentes tipos de fraturas. 
 ▪ Interpretar as estruturas metalográficas e analisar as mudanças que ocorrem 
por meio dos tratamentos térmicos. 
 ▪ Preparar e analisar as amostras metalográficas dentro dos padrões técnicos. 
 ▪ Aplicar ensaios destrutivos e/ou não destrutivos de acordo com a necessidade. 
 ▪ Especificar o tratamento térmico adequado de acordo com a aplicação.
10 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Atitudes
 ▪ Assiduidade.
 ▪ Proatividade. 
 ▪ Relacionamento interpessoal. 
 ▪ Trabalho em equipe.
 ▪ Cumprimento de prazos. 
 ▪ Zelo com os equipamentos. 
 ▪ Adoção de normas técnicas, de saúde e segurança do trabalho. 
 ▪ Responsabilidade ambiental.
Apresentação
MATERIAIS E ENSAIOS
Prezado aluno, em sua vida profissional certamente você necessitará es-
pecificar materiais para projetos mecânicos novos ou projetos voltados 
para manutenção e reforma. E ao seu dispor existirão milhares de op-
ções de materiais metálicos, poliméricos, cerâmicos e compósitos. E qual 
selecionar? Para que este atenda a função que se propõe, deverá apresen-
tar características físico-químicas e propriedades mecânicas adequadas, 
além de custo condizente.
Os materiais envolvem os povos desde o início dos tempos. Seu desen-
volvimento e o controle de suas propriedades além de oferecerem con-
forto à humanidade, também proporcionam um maior desenvolvimento 
às nações. Na antiguidade o desenvolvimento de novos materiais e ligas 
foi tão marcante que deu nome às eras: idade da pedra, idade do bronze 
e do ferro.
Neste livro você irá encontrar as principais classificações dos materiais, 
seus conceitos e propriedades e aprenderá os procedimentos para a 
realização de análises metalográficas sobre tratamentos térmicos, bem 
como os conceitos dos ensaios aplicados aos materiais. 
 
Bom estudo!
Fernando Darci Pitt
Fernando Darci Pitt é engenhei-
ro de materiais pela Universi-
dadeEstadual de Ponta Grossa 
(UEPG), especialista em Gestão 
Empresarial pela Fundação Ge-
túlio Vargas (FGV) e mestrando 
em Engenharia Química pela 
Universidade Regional de Blu-
menau (FURB). Possui experiên-
cia na área de processamento, 
desenvolvimento de materiais 
e de aditivos na indústria de 
transformação de polímeros por 
injeção. Atua como professor no 
SENAI/SC desde 2004 em cursos 
técnicos e de tecnologia (gradu-
ação), ministrando disciplinas 
correlatas à Engenharia e Ciên-
cia dos Materiais. 
11
Unidade de 
estudo 1
 
Seções de estudo 
Seção 1 – Classificação dos materiais
Seção 2 – Ligações químicas
Seção 3 – Estruturas cristalinas
Seção 4 – Defeitos cristalinos
13MATERIAIS E ENSAIOS
SEÇÃO 1
Classificação dos 
materiais
Todos os materiais existentes no 
universo são classificados de acor-
do com suas características físico-
químicas e sua estrutura atômica 
em materiais metálicos, polimé-
ricos, cerâmicos ou compósitos. 
Também é possível encontrar 
classificações mais específicas em 
função de suas aplicações como 
a dos semicondutores e biomate-
riais. 
Materiais metálicos: são mate-
riais obtidos pelas combinações 
de elementos químicos metálicos, 
possuindo um número grande de 
elétrons não localizados que po-
dem se movimentar livremente de 
um átomo a outro, o que lhe con-
fere certas propriedades intrínse-
cas a esta classe de materiais. São 
excelentes condutores de calor e 
eletricidade, opacos, normalmen-
te de elevada resistência mecânica 
e geralmente com alto ponto de 
fusão. A ligação química predo-
minante é a metálica. Exemplos: 
alumínio (Al), ferro (Fe), cobre 
(Cu), etc. 
Figura 1 - Material Metálico: Ouro
Fonte: NDT (2009). 
Estrutura Química
Materiais cerâmicos: são mate-
riais de estrutura tipicamente cris-
talina cujas composições são entre 
elementos metálicos e não metáli-
cos, geralmente formando óxidos, 
nitretos ou carbetos (Al2O3, Si3N4, 
WC, etc.). São excelentes isolantes 
térmicos e elétricos resistentes a 
altas temperaturas e ao desgaste, 
porém frágeis. Dependendo do 
método de fabricação, podem 
variar de cerâmicas densas a po-
rosas. A ligação química predomi-
nante é a iônica e em alguns casos 
pode existir a covalente.
Classificam-se em cerâmicas es-
truturais, refratárias, vidros, abra-
sivos, cimentos, materiais avan-
çados, dentre outros. Exemplos: 
tijolos refratários, vidros, pisos de 
revestimento, selos mecânicos. 
Materiais poliméricos: comu-
mente conhecidos como plásticos 
e borrachas. São compostos orgâ-
nicos de cadeia longa de origem 
natural ou sintética baseados nos 
hidrocarbonetos (carbono (C), 
hidrogênio (H), nitrogênio (N), 
dentre outros), geralmente oriun-
dos do petróleo, gás natural, ou 
materiais naturais. Suas principais 
características são baixa densida-
de, resistência à corrosão, isolante 
elétrico e pouco resistente ao ca-
lor extremo. Dividem-se basica-
mente em dois grandes grupos, 
os termoplásticos e os termorrí-
gidos.
Cerâmicos: A palavra deriva 
do grego “keramos” que sig-
nifica olaria.
 
Poliméricos: A palavra polí-
mero deriva do grego (poli + 
mero) que significa “muitas 
partes”.
14 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Materiais naturais: podem ser 
classificados originalmente como 
um material pertencente às três 
primeiras classes (metal, cerâmica 
ou polímero), de acordo com suas 
características. Exemplos: mine-
rais (cerâmica), madeira, látex e 
peles (polímeros naturais).
DICA 
Leia mais sobre as classes 
de materiais acessando o 
site: 
<http://www.mspc.eng.br/
ciemat/cmat110.shtml>.
SEÇÃO 2
Ligações químicas
Embora existam pouco mais de 
cem diferentes elementos quími-
cos no universo, milhares de ma-
teriais são criados pela combina-
ção desses por meio de ligações 
químicas e arranjos atômicos. 
A estrutura atômica afeta as pro-
priedades primárias: química, fí-
sica, térmica, elétrica, magnética 
e óptica. Enquanto que as pro-
priedades mecânicas do material 
são afetadas pela microestrutura e 
macroestrutura do material.
Átomos 
O primeiro conceito sobre áto-
mos foi proposto por Leucipo e 
Demócritos por volta do século V 
antes de Cristo. Naquele momen-
to, postularam que a matéria não 
era infinitamente divisível, e sim 
composta por partículas minús-
culas que a constituíam.
A ligação química predominante 
é a covalente. Exemplos: nylon 
(PA), polietilenos (PE), poli (te-
reftalato de etileno) (PET).
Materiais compósitos: são obti-
dos pela combinação de dois ou 
mais materiais distintos criando 
um novo material, cujas proprie-
dades são superiores aos de ori-
gem. As fases presentes são classi-
ficadas em matriz e reforço, e este 
pode estar na forma de partículas 
ou fibras, dispersas ou uniformes.
O reforço é o responsável por 
impedir e/ou minimizar o meca-
nismo de deformação. Esta classe 
de materiais está entre as de maior 
pesquisa na atualidade visto que 
conseguem agregar características 
de mais de um material em um 
produto final. A ligação entre a 
matriz e o reforço pode ser quí-
mica e/ou física. Exemplos: nylon 
(matriz) com fibra de vidro (refor-
ço), materiais esportivos de alumí-
nio (matriz) com fibra de carbono 
(reforço), concreto (matriz) com 
agregados (reforço).
Materiais semicondutores: ma-
teriais que apresentam proprie-
dades elétricas intermediárias en-
tre os condutores e os isolantes, 
propriedades estas que são extre-
mamente sensíveis à presença de 
outros elementos, os quais podem 
ser incorporados propositalmen-
te. Exemplos: componentes ele-
trônicos, resistores, capacitores. 
Biomateriais: também designa-
dos de materiais biocompatíveis, 
possuem a propriedade de serem 
compatíveis com os tecidos do 
corpo humano. Não são rejeita-
dos pelos organismos vivos nem 
liberam substâncias tóxicas nesses 
organismos. Exemplos: platina 
(Pt) e titânio (Ti) utilizados em 
próteses humanas.
Átomo: A palavra átomo 
surge do grego a = não / 
tomo = divisível.
15MATERIAIS E ENSAIOS
Também propunham que todas 
as características dos materiais, 
como gosto, cor, transparência, 
dentre outras, eram devido às for-
mas dessas partículas. Por exem-
plo, o átomo que proporciona a 
cor branca era plano o que não 
gerava sombras, já o de cor escura 
era irregular, o que proporcionava 
sombras e cores escuras. Embora 
esta teoria hoje esteja completa-
mente ultrapassada, para a épo-
ca foi de grande valia, pois criou 
respostas físicas para aconteci-
mentos que até então eram tidos 
como sobrenaturais ou por von-
tade dos deuses.
Na Idade Média, a química pas-
sou a ser amplamente pesquisada 
pelos alquimistas que buscavam 
o elixir da vida eterna e também 
da transmutação de materiais em 
ouro (transformar um material 
em outro). Mas foi somente em 
1802 que o químico e físico bri-
tânico John Dalton apresentou o 
que hoje se considera a primeira 
teoria atômica da era moderna. 
Diferentemente da teoria de De-
mócritos, Dalton imaginou o áto-
mo com sendo uma esfera com 
massa e propriedade característica 
de cada elemento, e que as trans-
formações químicas poderiam ser 
explicadas em função dos rear-
ranjos desses átomos. Definiu o 
elemento químico como sendo 
átomos que possuem a mesma 
massa, tamanho e forma. 
Nos últimos dois séculos outros 
modelos atômicos foram apre-
sentados, porém aqueles que 
mais se destacaram foram os de 
Thomson, Ruthenford e de Niels 
Bohr. Este último conhecido 
como modelo planetário, apresen-
tando o átomo como sendo uma partícula em cujo núcleo se encontram 
os nêutrons e prótons (carga positiva), ao redor dos quais orbitam os 
elétrons (carga negativa). 
Figura 2 - Modelo Atômico de Niels Bohr
elétrons
prótons
núcleo
nêutrons
Com o avanço da ciência e o desenvolvimento de equipamentos de 
pesquisa mais modernos e potentes, novos conceitos e complementos 
aos modelos atômicos surgem a cada dia, além da descoberta de novas 
subpartículas. 
Ligações químicas primárias
Átomos somente são estáveis se a sua camada de valência estiver com-
pleta, o que geralmente se dá com 8 elétrons (regra do octeto),e para 
que isso ocorra pode haver compartilhamento ou transferência eletrô-
nica, formando assim as ligações primárias que podem ser metálicas, 
iônicas ou covalentes. 
Já a interação que ocorre entre as moléculas é classificada como ligações 
secundárias, sendo as principais a de Van der Walls e pontes de hidro-
gênio.
 ▪ Ligações metálicas
Uma característica das ligações existentes entre materiais metálicos é que 
os elétrons presentes não ficam presos a somente um átomo, mas sim 
podem se movimentar livremente no cristal, característica esta respon-
sável pela condutibilidade termoelétrica.
16 CURSOS TÉCNICOS SENAI
 ▪ Ligações iônicas
As ligações iônicas ocorrem entre 
átomos com cargas diferentes, os 
cátions e os ânions, metais e não 
metais. Os átomos metálicos pos-
suem normalmente 1, 2 ou 3 elé-
trons na sua camada de valência, 
enquanto que os não metais pos-
suem 5, 6 ou 7 elétrons na camada 
de valência. Formam-se sais, óxi-
dos, nitretos, etc. 
Ao perder elétrons, a carga elé-
trica do átomo se torna positiva, 
e ao ganhar, torna-se negativa, e 
pela diferença eletrônica os áto-
mos se atraem.
Como não há a presença de elé-
trons livres que possam se movi-
mentar livremente no material, as 
principais características são de 
isolamento elétrico, dureza e bai-
xa deformação.
 ▪ Ligações covalentes
A ligação predominante entre ele-
mentos não metálicos, como nos 
hidrocarbonetos, é a covalente, na 
qual ocorre o compartilhamento 
do mesmo elétron por dois áto-
mos.
Os materiais podem ser sólidos, 
líquidos ou gases à temperatura 
ambiente, dependendo do núme-
ro de átomos da molécula.
Exemplo de materiais que pos-
suem ligações covalentes são os 
polímeros.
Figura 3 - Exemplo de Materiais 
Polímeros 
Fonte: NDT (2009). 
SEÇÃO 3
Estruturas cristalinas
A ordenação atômica varia de ma-
terial para material de acordo com 
as ligações envolvidas e os proces-
sos de fabricação, e se divide em 
dois grupos:
 ▪ amorfos – são materiais que 
não possuem ordenação espa-
cial a longa distância no nível 
atômico e são conseguidos pelo 
resfriamento de materiais derreti-
dos, exemplo: vidro. São algumas 
vezes designados como líquidos 
super-resfriados; 
 ▪ cristalinos – são materiais que 
apresentam ordenação especial 
regular com ordenação a longas 
distâncias no nível atômico. 
Figura 4 - (a) Estrutura Cristalina, (b) Material Amorfo
Fonte: Callister (2002, p. 39). 
Os materiais metálicos e a maioria 
das cerâmicas terão seus átomos 
arranjados de forma ordenada, 
formando uma estrutura cristali-
na definida e previsível. Essa or-
denação pode ser de 14 formas 
diferentes, conforme você pode 
acompanhar a seguir.
Estrutura cristalina 
A estrutura cristalina pode ser 
convenientemente representada 
por pequenos grupos de átomos 
que descrevem o arranjamento 
atômico tridimensional do cris-
tal chamados de células unitárias. 
Na natureza é possível encontrar 
14 tipos diferentes de células uni-
tárias, também designadas como 
rede de Bravais. A estrutura de-
pende da temperatura e afeta, 
dentre outros fatores, a densida-
de, dureza e rigidez do material.
Uma célula unitária indica o pa-
drão repetitivo que pequenos gru-
pos de átomos assumem duran-
te a solidificação. Nos metais, a 
ocorrência principal é das células 
cúbicas de corpo centrado (CCC), 
cúbica de face centrada (CFC) e 
hexagonal compacta (HC).
 
17MATERIAIS E ENSAIOS
 ▪ Cúbico de face centrado 
(CFC)
A célula unitária de face centrada 
possuiu 1/8 de átomo em cada 
vértice, mas ½ de átomo em cada 
face, totalizando 4 átomos por 
célula. Possui fator de empacota-
mento de 0,74.
Figura 7 - Estrutura Cristalina Cúbica de 
Face Centrada 
Fonte: Callister (2002, p. 22).
a
a
a
a
a
c c
a
b b
c
a
β
β
b
c
a
aaa
c
a
aa
de corpo
centrado
de face
centrada
ortor-
rômbico
monoclínico
triclínico
de face
centrada
de corpo
centrado
cúbico
tetragonal
romboédrico
hexagonal
Figura 5 - Rede de Bravais
 ▪ Cúbico de corpo centrado 
(CCC)
A célula unitária cúbica de corpo 
centrado possuiu 1/8 de átomo 
em cada vértice e uma central, o 
que totaliza dois átomos por célu-
la e o seu fator de empacotamen-
to é de 0,68.
Figura 6 - Estrutura Cristalina Cúbica de 
Corpo Centrado 
Fonte: Callister (2002, p. 23).
 ▪ Hexagonal compacta (HC)
Neste tipo de estrutura os átomos 
se acomodam durante a solidifica-
ção na forma de um hexágono. As 
faces superior e inferior possuem 
6 átomos que formam um hexá-
gono com um átomo central, en-
tre elas um outro plano é compos-
to por 3 átomos adicionais. Possui 
fator de empacotamento de 0,74.
a
c
Figura 8 - Estrutura Cristalina 
Hexagonal Compacta. 
Fonte: Callister (2002, p. 24).
A seguir, a Tabela 1 evidencia a es-
trutura cristalina de alguns metais. 
Com algumas bolinhas de isopor 
e palitos tente montar estas estru-
turas. Vamos, experimente!
Tabela 1 - Estrutura Cristalina de alguns 
Metais
Estrutura Metal
CCC Ba, Cr, Cs, Fe α, Fe δ, 
K, Li, Mo, Na, Nb, Rb, 
Ta, Tiβ, V, W
CFC Ag, Al, Au, Ca, Cu, Fe 
γ, Ni, Pb, Pt, Rh
HC Be, Cd, Mg, Os, Re, 
Ru, Ti α, Zn
18 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Solidificação 
O fenômeno físico de solidifica-
ção é responsável pela passagem 
de um material do estado líquido 
para o estado sólido. Em materiais 
cristalinos, inicia-se por um ponto 
simples de nucleação a partir do 
qual o cristal cresce. Em ciência 
dos materiais um cristal normal-
mente é denominado de grão.
Geralmente materiais sólidos são 
policristalinos, ou seja, apresen-
tam muitos grãos, pois muitos 
pontos de nucleação surgem du-
rante o resfriamento do material. 
Já materiais monocristalinos, que 
possuem apenas um cristal em 
toda sua estrutura, são consegui-
dos apenas por processos de fa-
bricação com cuidadoso controle, 
possuem alto valor agregado e 
são utilizados para a fabricação de 
componentes eletrônicos de alta 
tecnologia. 
Embora fisicamente os cristais 
tendam a crescer igualmente em 
todas as direções, isso pratica-
mente não ocorre uma vez que 
encontram barreiras pelo cami-
nho, como outro grão que se de-
senvolve ao lado ou à lateral do 
próprio molde, e o tamanho final 
dependerá do número de pontos 
de nucleação surgidos.
DICA 
Veja animações do crescimento de cristais na internet:
<http://www.youtube.com/user/LMDMCETEC
A interface entre dois grãos é denominada de contorno de grão, que 
por sua vez é a interface entre dois cristais com direções cristalográficas 
diferentes. O cristal cresce pelo incremento de átomos ao cristal.
A imagem a seguir evidencia a formação de contornos de grão. 
Analise-a!
 
Figura 9 - Fases da Solidificação de um Material: (A) Nucleação, (B) Crescimento do 
Cristal, (C) Formação dos Contornos de Grão e (D) Microestrutura Destacando os 
Contornos de Grão
Fonte: Callister (2002, p. 35). 
19MATERIAIS E ENSAIOS
SEÇÃO 4
Defeitos cristalinos
Por mais controlado que seja o 
processo de fabricação, não exis-
te um cristal com todos os áto-
mos em suas posições perfeitas. 
Todos os cristais possuem algum 
tipo de defeito, estes por sua vez 
contribuem com as propriedades 
mecânicas dos materiais, como os 
metais. O controle desses “defei-
tos” proporciona propriedades 
diferenciadas aos materiais. 
A simples adição de um elemento 
de liga, como o carbono (C) no 
ferro (Fe) para a produção do aço, 
gera defeitos pontuais, pois esses 
átomos se posicionarão entre os 
átomos da matriz original, ou até 
mesmo substituindo estes em sua 
estrutura original. 
A deformação plástica do material ocorre devido à movimentação de 
defeitos lineares, como as discordâncias, já a rigidez é alcançada pelo 
ancoramento das discordâncias em defeitos pontuais que existem na mi-
croestrutura, tais como átomos intersticiais intencionalmente introduzi-
dos no material, como o carbono (C) no aço.
Acompanhe agora os principais defeitos. 
 ▪ Defeitos pontuais
São átomos faltantes ou ocupando posições irregulares na estrutura cris-
talina do material. Incluem vacâncias, átomos ou impurezas intersticiais 
e substitucionais. 
Vacânciassão espaços criados na estrutura cristalina pela ausência de um 
ou mais átomos na rede cristalina. Já defeitos intersticiais são átomos que 
ocupam posições entre os átomos da estrutura cristalina. Normalmente 
são de tamanhos menores e afetam de forma significativa a rigidez do 
material, uma vez que servem como obstáculos para a movimentação 
dos defeitos planares. 
Defeitos pontuais causados por átomos substitucionais ocorrem quando 
estes átomos estão ocupando posições referentes a outros átomos. São 
os responsáveis pela formação de ligas metálicas isomórficas, e para que 
isso ocorra algumas condições devem ser atendidas.
A regra de Home-Rothery apresenta os fatores que influenciam para a 
ocorrência de soluções sólidas substitucionais, que são: raios atômicos 
com diferenças inferiores a 15%, mesma estrutura cristalográfica, eletro-
negatividades próximas e mesma valência. 
20 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Vacância
Vacância
Posição intersticial
antes da difusão
Posição intersticial
depois da difusão
Figura 10 - Defeitos Pontuais: (A) Vacância, (B) Intertício 
Fonte: Callister (2002, p. 65). 
 ▪ Defeitos lineares
Defeitos lineares são comumente chamados de discordâncias e ocorrem 
quando falta uma “linha” inteira na estrutura cristalina, gerando distor-
ções na rede.
As distorções na rede são criadas e movidas pela ação de tensões exter-
nas, e são as responsáveis pela deformação plástica do material.
Figura 11 - Defeito Linear
Fonte: Callister (2002, p. 51). 
 ▪ Defeitos planares
Outro defeito comum nas estru-
turas cristalinas é o defeito planar, 
o qual ocorre quando a sequência 
atômica sofre distúrbios, gerando 
um novo sequenciamento ao lon-
go da estrutura cristalográfica. 
Ainda, outro tipo de defeito planar 
é o gerado na interface entre dois 
cristais, conhecido como contor-
no de grão. Essa região é muito 
mais reativa do que o restante do 
cristal e, consequentemente, mais 
facilmente atacável por ácidos e, 
assim, facilmente revelável nas 
análises cristalográficas.
21MATERIAIS E ENSAIOS
Relembrando
Nesta unidade você transi-
tou por conceitos e termos 
importantes, como: classifi-
cação dos materiais, átomos, 
ligações químicas, células 
unitárias, solidificação e de-
feitos. Você aprendeu que 
os materiais são classificados 
de acordo com os elementos 
químicos presentes e suas li-
gações. As principais classes 
são: metálica, polimérica, ce-
râmica e compósitos. Apren-
deu que os átomos podem 
assumir estruturas definidas 
e ordenadas, é o caso da 
estrutura cristalina, ou não 
seguirem ordem nenhuma, 
é o caso dos materiais amor-
fos. Você também conheceu 
como ocorre a solidificação 
de um material cristalino e 
os defeitos que estarão pre-
sentes nos cristais. Bastan-
te, não? Mas não pense que 
acabou! Estamos apenas co-
meçando... vamos juntos!
 ▪ Defeitos volumétricos
É um defeito que se apresenta em escalas maiores, podendo ser inclusive 
visível a olho nu, e ocorre devido ao rearranjo dos átomos do material 
quando em estado fundido para uma estrutura cristalina rígida.
Este defeito é conhecido como contrações ou vazios internos. Pode afe-
tar grandemente a resistência do produto final dependendo de seu design.
Unidade de 
estudo 2
 
Seções de estudo 
Seção 1 – Propriedades físicas
Seção 2 – Propriedades químicas
Seção 3 – Propriedades mecânicas
23MATERIAIS E ENSAIOS
SEÇÃO 1
Propriedades físicas
As principais propriedades dos 
materiais, como cor, densidade, 
dureza, resistência à corrosão, 
dentre outras, podem ser classifi-
cadas como propriedades físicas 
ou químicas em função das mu-
danças sofridas no seu estado da 
matéria, superfície, composição, 
etc.
Já em relação à resposta de um 
material a um esforço aplicado, 
as propriedades físicas envolvidas 
são classificadas como proprieda-
des mecânicas.
Quando um material recebe a 
aplicação de uma tensão, como 
resposta ele irá se deformar. Se o 
esforço for de baixa intensida-
de, ao ser retirado o produto re-
tornará à sua forma original, pois 
sofre somente o que se chama de 
deformação elástica. Já se o es-
forço for de magnitude suficiente 
para gerar o escorregamento de 
planos cristalinos do material, fa-
zendo com que as discordâncias 
se movimentem do interior do 
grão em direção ao seu contor-
no, mesmo após a retirada desse 
esforço o material continuará de-
formado, pois sofreu uma defor-
mação plástica. Você conhecerá 
as características desses dois ti-
pos de deformação mais à frente. 
Aguarde!
Propriedades dos Materiais
As propriedades físicas dos ma-
teriais são aquelas que podem ser 
observadas diretamente no mate-
rial, como densidade, cor, dureza, 
dentre outras. Algumas das pro-
priedades físicas mais importantes 
estão listadas abaixo.
Temperaturas de 
transformação de fases
São as temperaturas nas quais os 
materiais mudam de fase, como 
por exemplo, do sólido para o 
líquido e posteriormente para 
o vapor, e vice-versa. A pressão 
ambiente influencia diretamente a 
temperatura de mudança de fase. 
A temperatura de solidificação/
fusão é a temperatura na qual o 
material passa do estado líquido 
para o sólido, ou do sólido para o 
líquido. Já o ponto de ebulição é 
aquele cujo líquido se transforma 
em vapor, e o de condensação, o 
vapor se torna líquido.
DICA 
O exemplo mais comum de 
transformação de fases é a 
formação de gelo no freezer 
(solidificação) ou seu des-
gelo (fusão). Já a ebulição 
pode ser observada ao fer-
ver essa mesma água.
Baixa intensidade: Relativo a 
cada material. 
24 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Densidade
É a relação da massa por unidade 
de volume: 
ρ = m
 V
Massa específica
É a relação da densidade do ma-
terial em estudo com a densidade 
da água a 4°C. Nesta temperatura 
a água tem uma densidade de 1 g/
cm3.
Condutividade especí-
fica
É uma propriedade intrínseca do 
material que se refere à capacida-
de deste conduzir calor através de 
sua estrutura cristalina em direção 
à região de menor temperatura. 
Expansão térmica
Quando um material é aquecido, 
ele recebe energia na forma de ca-
lor, fazendo com que as ligações 
químicas entre os átomos vibrem 
com maior intensidade e com isso 
a sua distância interatômica au-
mente. Essa expansão pode ser 
tanto linear e superficial quanto 
volumétrica. Industrialmente, cer-
tos acoplamentos são feitos uti-
lizando esta propriedade. Temos 
como exemplo a junção de uma 
engrenagem com um eixo: aque-
ce-se essa engrenagem fazendo-a 
dilatar, e em seguida procede-se a 
união de ambos, ao resfriar o dis-
positivo a engrenagem volta a se 
contrair e, desta forma, unindo-se 
fortemente ao eixo.
DICA 
Você já observou que existem “folgas” nas pontes, trilhos de trem 
e calçadas? Sabe por quê? Para compensar a dilatação desses ma-
teriais quando submetidos a altas temperaturas. 
Condutividade e resistividade elétrica
Indica a capacidade dos elétrons se moverem através dos átomos uni-
dos por ligações metálicas. A condutividade indica a capacidade de o 
material conduzir eletricidade, enquanto a resistividade é a medida da 
resistência oferecida nesta condução.
Permeabilidade magnética
É a facilidade com a qual um material pode ser magnetizado.
Transparência
Indica qual é a capacidade de um material conduzir ondas luminosas 
através dele, pode ser classificado como opaco (nenhuma luz passa por 
ele), translúcido (pouca luz passa por ele) ou transparente (consegue-se 
ver do outro lado com nitidez). 
Figura 12 - Material Transparente, Translúcido e Opaco
Fonte: Callister (2002, p. 3).
25MATERIAIS E ENSAIOS
SEÇÃO 2
Propriedades químicas
Oxidação
Indica a capacidade de o mate-
rial se deteriorar pela formação 
de óxidos através da interação do 
material com o meio, como por 
exemplo, a oxidação do ferro, na 
qual o elemento ferro (Fe) reage 
com o oxigênio (O) do meio for-
mando o óxido de ferro, ou seja, 
a ferrugem.
Corrosão
Corrosão pode ser definida como 
sendo a deterioração do mate-
rial que reage com o meio, sen-
do literalmente consumido neste 
processo, o que ocasionauma 
diminuição de sua resistência às 
tensões a que for submetido. 
A corrosão normalmente não é 
expressa em valores quantitativos, 
e sim em qualitativos, os quais in-
dicam qual é o grau de resistência 
à corrosão do material em deter-
minado meio, como por exemplo, 
o cobre (Cu) que possui boa re-
sistência à corrosão em ambientes 
marítimos. 
A corrosão é um processo eletro-
químico e envolve dois processos 
químicos distintos: a oxidação e 
a redução. O primeiro consiste 
na retirada de elétrons do átomo, 
enquanto o segundo na adição de 
elétrons. 
DICA 
Observe à sua volta os produtos ferrosos que estão no ambiente sem 
proteção de tinta ou verniz, e veja que sobre a superfície deles exis-
tirá uma pequena camada de ferrugem, ou seja, do óxido de ferro 
formado durante a oxidação desse metal. 
SEÇÃO 3
Propriedades 
mecânicas
As propriedades mecânicas são 
aquelas que envolvem a reação de 
um corpo como resposta a uma 
tensão aplicada, também apre-
sentam as escalas de aplicação 
do produto, vida útil esperada e 
características de processamen-
to permitidas. Servem ainda para 
classificar os materiais metálicos 
em materiais dúcteis ou frágeis. 
Tensão
Tensão é a terminologia utilizada 
para expressar a carga aplicada 
sobre uma seção transversal em 
termos de força. Essa tensão é 
distribuída de forma uniforme no 
interior do material. 
Deformação 
Deformação (elongação) é a res-
posta do material a uma tensão 
aplicada sobre o mesmo. Quando 
submetidos a um esforço, os áto-
mos alojados na estrutura crista-
lina tendem a se deslocar de suas 
posições primitivas no espaço. 
Quando esse esforço acontecer 
dentro da zona elástica e cessar, 
os átomos retornarão para suas 
posições originais. Porém, se tive-
rem sido deslocados para outros 
sítios, não mais retornarão, defor-
mando plasticamente o material. 
Elongação: é a relação entre a va-
riação dimensional do material em 
função de uma carga aplicada e seu 
tamanho inicial.
Deformação elástica
Quando um material é submetido 
a um esforço que cause deforma-
ção na forma final do produto de-
nomina-se que o material sofreu 
uma deformação elástica. 
Esta deformação se dá de ma-
neira microestrutural na estrutu-
ra cristalina do material, gerando 
tensões nessa estrutura, porém 
sem causar a movimentação das 
discordâncias através do cristal 
(grão).
Figura 13 - Deformação Causada pela 
Aplicação de Uma Força F sobre A 
Seção Transversal de Área A0
Fonte: Callister (2002, p. 80). 
26 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Deformação plástica
Já quando aplicadas tensões for-
tes o suficiente para deformar 
permanentemente o material, diz-
se que esse material sofreu uma 
deformação plástica. 
Deformações plásticas são de-
correntes da movimentação das 
discordâncias lineares no interior 
do cristal até a região do contor-
no de grão. Ao mesmo tempo em 
que defeitos pontuais intersticiais 
podem aumentar a resistência do 
material à deformação, como por 
exemplo a adição de carbono (C) 
no aço, certas características dos 
materiais podem ser alteradas pe-
las deformações plásticas nos ma-
teriais. Um exemplo deste proces-
so é o encruamento, que gera uma 
distorção nos cristais e proporcio-
na uma maior rigidez no material. 
Exemplos de conformação mecâ-
nica com o propósito de melhorar 
a qualidade do metal são: extru-
são, trefilação e laminação a frio.
DICA 
Aplicando um esforço sobre 
um elástico, este irá se de-
formar e retornar à sua po-
sição original após o esforço 
ser retirado, pois sofreu so-
mente deformação elástica. 
Já uma goma de mascar, 
por exemplo, não retorna-
ria mais ao seu tamanho ini-
cial, pois sofre deformação 
plástica. 
Tenacidade
A tenacidade indica a capacidade 
de um material absorver energia 
quando sujeito à deformação até 
se romper. Esta propriedade é de 
extrema importância, principal-
mente em produtos que estejam 
sujeitos a esforços de impacto e 
choque. Um aço 1020 apresenta 
maior tenacidade do que um ferro 
fundido cinzento, por exemplo.
Dureza
Na metalurgia considera-se como 
sendo a resistência de um material 
à deformação permanente pela 
aplicação de uma carga localiza-
da, normalmente por meio de um 
identador de carboneto ou dia-
mante. Já na mineralogia conside-
ra-se como sendo a resistência ao 
risco de um mineral, dureza esta 
dada em função da escala Mohs 
de que vai de 1 para o talco a 10 
para o diamante. 
DICA 
A dureza de um produto po-
derá ser alterada em função 
de tratamentos térmicos ou 
termoquímicos.
Ductibilidade
Propriedade definida de forma 
qualitativa que indica a capacidade 
de deformação (estiramento) de 
um material sob esforço até seu 
rompimento, normalmente asso-
ciada à formação de filamento, ou 
seja, quanto mais dúctil for um 
material, maior será a capacida-
de desse material ser deformado 
plasticamente por meio dos pro-
cessos de conformação mecânica 
como: trefilação, laminação, etc. 
Materiais que exibem alta ducti-
bilidade são o ouro (Au), o cobre 
(Cu), o alumínio (Al), dentre ou-
tros.
DICA 
Você sabia que é possível 
dar um “nó” no ferro? Em 
sua próxima aula de labo-
ratório tente fazer isso uti-
lizando um aço 1020 redon-
do de ¼. Aqueça a região a 
ser dobrada acima dos 1100 
°C e faça o nó.
Maleabilidade 
É uma propriedade muito seme-
lhante à ductibilidade, porém en-
quanto esta indica a capacidade de 
um material ser deformado para a 
formação de filamentos, a male-
abilidade se refere à capacidade 
de um material ser laminado. Um 
material de uso cotidiano que exi-
be alta maleabilidade é o alumínio 
(Al), com o qual é possível formar 
o papel alumínio. O ouro (Au) é o 
material que exibe maior capaci-
dade de ser laminado.
27MATERIAIS E ENSAIOS
Fragilidade
A fragilidade é uma propriedade com características opostas à ductibi-
lidade, ou seja, quanto maior a fragilidade de um material, maior será 
a chance dele quebrar quando submetido a um esforço externo sem 
apresentar deformações plásticas. Como exemplo de materiais frágeis 
pode-se destacar vidros e cerâmicas em geral, ferro fundido cinzento, 
aço ferramenta de elevada dureza, dentre outros.
A velocidade da aplicação de um esforço, bem como a temperatura do 
material têm influência direta sobre esta propriedade. Quanto maior a 
velocidade (energia) de impacto, maior será a possibilidade de um mate-
rial exibir uma fratura frágil (tijolo colocado sobre uma mesa de vidro x 
tijolo lançado sobre uma mesa de vidro). Já a diminuição das temperatu-
ras limita a mobilidade das ligações químicas, o que acaba por enrijecer 
o material e, consequentemente, torná-lo mais frágil.
Figura 14 - Nó de Ferro
Fonte: Panoramio (2009). 
Resiliência
É a máxima energia que um material pode absorver durante a aplicação 
de um esforço dentro de sua zona elástica e liberá-la quando descarre-
gado. 
Relembrando
Nesta unidade de ensino 
você conheceu as princi-
pais propriedades físicas, 
químicas e mecânicas dos 
materiais e seus conceitos. 
O conceito de propriedade 
mecânica aprendido nesta 
unidade lhe acompanhará 
ao longo de toda sua vida 
profissional no setor metal 
mecânico. Por isso, é impres-
cindível uma aprendizagem 
significativa em torno desse 
conceito. Se você ainda esti-
ver com dúvida sobre alguma 
propriedade, é hora de voltar 
e estudar um pouco mais. 
Pesquise mais sobre as pro-
priedades mecânicas na lite-
ratura especializada. Vamos! 
Concentre-se em sua apren-
dizagem!
Unidade de 
estudo 3
 
Seções de estudo 
Seção 1 – Siderurgia
Seção 2 – Ligas metálicas
Seção 3 – Microconstituintes do aço
Seção 4 – Aço-liga
Seção 5 – Aço ferramenta
Seção 6 – Aços inoxidáveis
Seção 7 – Ferros fundidos
29MATERIAIS E ENSAIOS
SEÇÃO 1
Siderurgia
Há milênios o homem utiliza 
metais para a fabricação de seus 
utensílios e armas. Inicialmen-
te empregava metais nobres por 
serem facilmente encontrados 
na sua forma nativa na natureza, 
como o ouro (Au) e o cobre (Cu), 
e em seguida passou a utilizar 
também ligas, como o bronze – 
Cobre (Cu) mais estanho (Sn).
O conjunto de técnicasque a hu-
manidade desenvolveu ao longo 
dos milênios para a extração e ma-
nipulação dos metais e suas ligas 
é chamado de metalurgia. E um 
dos campos específicos desta, que 
se dedica à fabricação e ao trata-
mento dos aços, é a siderurgia. O 
início da exploração e utilização 
do ferro (Fe) se deu somente por 
volta de 1200 a.C. 
Minério
É um composto mineral extraído 
da natureza com quantidades sig-
nificantes do elemento metálico. 
Por exemplo, o ferro (Fe) pode ser 
obtido dos seguintes minerais: he-
matita (Fe2O3), magnetita (Fe3O4), 
limonita (FeO[OH]), pirita (FeS2), 
dentre outros. 
Materiais Metálicos Ferrosos
Após a mineração, que pode ser 
a céu aberto ou subterrânea, o 
minério de ferro é preparado e 
enviado para as siderúrgicas para 
a redução do óxido de ferro em 
ferro-gusa.
Ferro-gusa: é o ferro resultante 
da redução do minério de ferro 
em altos fornos utilizando o 
coque (carvão) como combustível 
e carburante e o calcário como 
fundente. Seu percentual de 
carbono (C) é em média de 4 a 5%, 
além de outros elementos.
Figura 15 - Minério de Ferro
Fonte: Industry Player (2009).
Alto-forno (redução)
A redução do minério de ferro 
em ferro-gusa se dá no alto-for-
no, usando como combustível o 
coque (carvão mineral ou vegetal) 
e como fundente o calcário. 
O minério de ferro é triturado 
até a granulometria especificada 
no processo, e então carregado 
no alto-forno juntamente com os 
fundentes e o coque.
O fundente normalmente é o cal-
cário e tem por objetivo a sepa-
ração das impurezas do processo 
que sairão na forma de escória.
Já o coque é obtido a partir de 
carvão vegetal ou mineral aque-
cido a temperaturas superiores a 
1000 °C em câmaras herméticas. 
O resultado final será um mate-
rial rico em carbono. Atua como 
combustível e agente carburante 
no processo.
Esquema de
operação de um
alto forno
C
o
q
u
e
M
in
é
ri
o
 d
e
 f
e
rr
o
C
a
lc
á
ri
o
Tran
sp
o
rtad
o
r
Saída de
escóriaS
a
íd
a
 d
e
 f
e
rr
o
 g
u
sa
In
je
çã
o
 d
e
 a
r
Alimentador
1200°C
1650°C
500°C
Figura 16 - Alto-Forno
Fonte: MSPC Informações Técnicas (2009).
30 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Aciaria
A aciaria é o setor da siderúrgica 
responsável pela purificação do 
ferro-gusa para obtenção do aço. 
É nesta etapa que ocorre também 
o refino do aço e a adição de ele-
mentos de ligas. 
O material alimentado é o gusa 
líquido ou sólido e a sucata, e o 
produto final é o aço. Ocorre a 
redução do carbono, que geral-
mente é de 4-5% para níveis mui-
to baixos, podendo ser inferior a 
0,1%. A maior parte desse aço é 
solidificada em lingotamento con-
tínuo ou convencional na forma 
de tarugos ou blocos.
 
Figura 17 - Lingotamento Contínuo
Fonte: STEEL Production (Processes & 
Products) (2009).
Laminação
Os blocos produzidos na aciaria 
são laminados na forma de chapas 
ou perfis, melhorando as proprie-
dades do aço, além de dar forma 
ao material. 
Figura 18 - Laminação
Fonte: STEEL Production (Processes & 
Products) (2009).
SEÇÃO 2
Ligas metálicas
Somente alguns poucos materiais 
são utilizados na sua forma pura, 
a grande maioria dos materiais 
metálicos utilizados na indústria 
se encontra na forma de liga. 
Uma liga é o resultado da incor-
poração de outros elementos ao 
material base com o propósito de 
lhe conferir propriedades diferen-
ciadas, como por exemplo, uma 
melhor resistência à corrosão e a 
altas temperaturas de trabalho ou 
simplesmente para aumentar sua 
resistência mecânica.
Historicamente, os primeiros ma-
teriais metálicos utilizados pelo 
homem eram feitos de liga de co-
bre (Cu), como o bronze: liga de 
cobre (Cu) e estanho (Sn).
Exemplos de ligas utilizadas em 
produtos industriais:
 ▪ aço ao carbono comum – 
ferro (Fe) e carbono (C);
 ▪ aço inoxidável – ferro (Fe), 
carbono (C), cromo (Cr) e níquel 
(Ni);
 ▪ bronze – cobre (Cu) e esta-
nho (Sn);
 ▪ ferro fundido – ferro (Fe) e 
carbono (C); e
 ▪ latão – cobre (Cu) e zinco 
(Zn).
As propriedades finais das ligas 
são alcançadas pela manipulação 
dos elementos presentes e suas 
proporções, bem como pelos 
tratamentos a que essas ligas são 
submetidas ainda na forma de lin-
gotes ou já dos produtos acaba-
dos. Como exemplo, pode-se des-
tacar a incorporação de carbono 
(C) no aço, elevando a dureza do 
aço pela adição do carbono. 
A adição de um segundo elemento 
na matriz metálica poderá gerar no-
vas estruturas: uma solução sólida ou 
a formação de uma segunda fase. 
O diagrama a seguir apresenta a 
classificação das ligas metálicas 
em função dos elementos envol-
vidos, mais especificamente, as 
ligas metálicas ferrosas. 
Solução sólida
Ocorre quando outros elementos 
de liga são dissolvidos na estrutu-
ra cristalina sem que seja gerada 
uma nova fase. Poderão ocupar 
posições intersticiais ou simples-
mente substituir os átomos da es-
trutura cristalina. 
De uma forma ou outra, a dife-
rença do tamanho atômico dos 
átomos envolvidos gerará tensões 
internas na estrutura cristalina de 
compressão ou tração nas regi-
ões ocupadas pelo soluto. Como 
consequência, o deslizamento dos 
planos cristalinos e a movimenta-
ção das discordâncias necessitarão 
de maior energia. Por exemplo, a 
adição de 30% de níquel em cobre 
aumenta a sua resistência de tra-
ção de 172 para 379 MPa.
Soluto: elemento que será 
dissolvido, exemplo: o açúcar 
do xarope. 
Solvente: meio em que o so-
luto será dissolvido. Solvente 
universal: água.
31MATERIAIS E ENSAIOS
Diagrama 1 - Classificação das Ligas Ferrosas
Fonte: Callister (2002, p. 248). 
32 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Segunda fase 
Quando se adiciona elementos 
que não são solúveis, ou que têm 
solubilidade incompleta na ma-
triz, haverá a formação de uma 
segunda fase resultante da preci-
pitação desse soluto. Como resul-
tado, a resistência, a ductibilidade, 
a rigidez e a resistência à corrosão 
sofrerão alterações, tanto para 
mais quanto para menos, de acor-
do com os elementos envolvidos 
e a forma com que eles se preci-
pitam.
O ferro fundido é um exemplo 
da formação de uma segunda fase 
oriunda da precipitação do ele-
mento carbono (C) (soluto com 
solubilidade parcial) no ferro (Fe) 
(solvente). Através de processos 
de fundição e adição de outros 
elementos, a grafita poderá se 
precipitar na forma de nódulos, 
lamelas, dentre outras formas. 
 
SEÇÃO 3
Microconstituintes do 
aço
Ao analisar a microestrutura do 
aço em função do percentual de 
carbono e condições de resfria-
mento, será possível observar di-
ferentes microestruturas, as quais 
por sua vez também apresentaram 
características mecânicas particu-
lares. Essas microestruturas são 
chamadas de microconstituintes. 
Os microconstituintes podem 
ser identificados no diagrama de 
equilíbrio ferro – carbono (Fe-
C) e são dependentes do teor de 
carbono e de outros elementos de 
liga, além da temperatura. Dentre 
os mais importantes, podem-se 
destacar ferrita, cementida, perli-
ta, austenita e martensita. 
Figura 19 - Diagrama de Equilíbrio Ferro – Carbono (Fe-C)
Fonte: Callister (2002, p. 253). 
Ferrita
O ferro α (ferrita) apresenta uma 
estrutura cristalina cúbica de cor-
po centrado (CCC), baixa dureza, 
baixa resistência mecânica, grande 
ductibilidade e é ferromagnético. 
A solubilidade máxima de carbo-
no (C) é de 0,008% à temperatura 
ambiente, e pode ser também de-
signado ferro puro. 
Em ligas comerciais o percentual 
de carbono (C) será maior do que 
0,008% e assim além da ferrita 
é possível que a microestrutura 
apresente outros microconstituin-
tes. 
 
Figura 20 - Micrografia de uma Estru-
tura Ferrítica (Ferro Α)
Fonte: Callister (2002, p. 190). 
Cementita
A saturação do carbono (C) na 
ferrita ou na austenita forma a 
cementita, ou carboneto de ferro 
(Fe3C), que é uma fase metaestá-
vel e contém 6,67% de carbono. 
Ao contrário da ferrita e austenita, 
exibe grande dureza e fragilidade, 
e é a responsável pelo aumento de 
resistência nos aços. 
Figura 21 - Micrografia de um Aço 
com 1,4% de Carbono. A Cementida é 
a parte ao redor dos Grãosde Perlita
Fonte: Callister (2002, p. 194). 
33MATERIAIS E ENSAIOS
Perlita
A perlita em si não é uma fase, e 
sim a combinação de duas fases, 
ferrita e cementita. Estas se for-
mam de forma intercalada com 
uma proporção de aproximada-
mente 88,5% e 11,5%, respectiva-
mente.
Microconstituinte muito comum 
na maioria dos aços, contribui sig-
nificativamente para o aumento 
da resistência destes. Sua forma-
ção ocorre a partir do resfriamen-
to lento do ferro Υ(austenita) pela 
difusão controlada do carbono 
(C) para os limites dos grãos de 
austenita. 
Um aço ao carbono comum com 
0,76% de carbono (SAE 1077) é 
designado como sendo um aço 
eutetóide e exibirá somente per-
lita em toda sua microestrutu-
ra. Aços com percentual menor 
de carbono (C) são classificados 
como hipoeutetóides e aços com 
mais de 0,76% de carbono (C) são 
os aços hipereutetóides. 
Figura 22 - Micrografia de uma 
Estrutura Perlítica 
Fonte: Callister (2002, p. 191).
Austenita
Acima de 727 °C o ferro α (ferri-
ta) sofre uma transformação po-
limórfica e passa a se arranjar em 
uma estrutura cristalina cúbica de 
face centrada (CFC), passando a 
ser designado como ferro Υ (aus-
tenita).
Essa é uma solução sólida na qual 
todo o carbono presente (até o 
máximo de 2,11% a 1147 °C) está 
dissolvido na estrutura cristalina 
do ferro (Fe), apresenta boa te-
nacidade, resistência mecânica e é 
não magnética. 
Processos de tratamento térmi-
co como têmpera requerem que 
o aço seja austenitizado para en-
tão ser submetido a um gradiente 
de resfriamento. Nesse processo 
ocorrerá a transformação de ferro 
α em ferro Υ e em seguida este em 
outro microconstituinte, como a 
martensita. 
A transformação de fase de α → 
Υ e Υ → α é acompanhada de mu-
danças no volume do material, 
uma vez que o fator de empaco-
tamento das duas estruturas é li-
geiramente diferente. A alteração 
volumétrica pode ser responsável 
pela criação de tensões internas 
em peças tratadas termicamente. 
Figura 23 - Micrografia de uma 
Estrutura Austenítica 
Fonte: Callister (2002, p. 190). 
Reação eutetóide: a rea-
ção eutetóide ocorre em 
aços ao carbono comum 
a uma temperatura de 727 °C 
e 0,76% de carbono. Nessa re-
ação toda a austenita (ferro Υ) 
é transformada em perlita (fer-
rita mais cementita em lamelas 
alternadas). 
34 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Martensita
A martensita é uma fase metaes-
tável de ferro (Fe) supersaturado 
com carbono (C), obtida pelo tra-
tamento térmico de têmpera. O 
aço austenitizado é resfriado rapi-
damente sem que dê tempo para 
que o carbono (C) difunda dessa 
estrutura na qual está dissolvido 
e forme o Fe3C. Obrigando, en-
tão, que o ferro (Fe) se arranje em 
uma estrutura tetragonal de corpo 
centrado (TCC) que retém o car-
bono (C). 
Essa estrutura é a responsável 
pelo aumento de dureza e rigidez 
no aço temperado, conferindo ao 
aço propriedades mecânicas de 
maior interesse comercial, em que 
a dureza e resistência são deseja-
das. 
Por ser uma fase metaestável, e 
estar longe do equilíbrio, não apa-
rece no diagrama de equilíbrio da 
liga ferro carbono (Fe-C). O grau 
de martensita formada dependerá 
da quantidade de carbono e ou-
tros elementos de liga e também 
do gradiente de resfriamento ao 
qual o aço for submetido. 
Figura 24 - Micrografia de uma Estru-
tura Martensítica 
Fonte: Callister (2002, p. 211).
Martensita revenida
A martensita obtida pelo trata-
mento térmico de têmpera pode 
ser muito dura e rígida, porém 
também frágil para muitas aplica-
ções. Com o propósito de alcan-
çar alta dureza, no entanto com 
uma certa ductibilidade e tena-
cidade, a martensita poderá ser 
submetida ao tratamento térmico 
de revenimento. O resultado será 
uma martensita revenida mais fa-
ses de ferro a e cementida. 
Bainita
Exibe uma microestrutura seme-
lhante aos aços perlíticos, porém 
mais refinada (partículas de ferro 
a e Fe3C menores), o que resulta 
em um aço mais duro e resistente. 
SEÇÃO 4
Aço-liga
Embora a designação para o aço 
seja de uma liga ferro (Fe) car-
bono (C) com concentrações de 
carbono variando entre 0,008% 
e 2,11%, na realidade é uma liga 
muito mais complexa e leva em 
sua composição muitos outros 
elementos de liga que serão res-
ponsáveis por suas propriedades. 
Abaixo de 0,008% de carbono (C) 
a liga formada é designada de fer-
ro doce. 
Aço baixa liga
A terminologia de aços ligados é 
utilizada para designar a liga de 
ferro (Fe) e carbono (C) com ou-
tros elementos de liga em percen-
tuais inferiores a 5%. 
Aço alta liga
Aços alta liga possuem em sua 
composição pelo menos 5% de 
elementos de liga, os quais pro-
porcionarão características es-
peciais ao aço em função de sua 
quantidade, proporções e trata-
mento térmico a que o aço for 
submetido. 
Nomenclatura
Ao redor do planeta existem mui-
tos organismos de normatização 
que buscam padronizar metodo-
logias, processos, nomes, etc. Para 
as ligas de aço comercial não é 
diferente, elas são codificadas de 
acordo com normas desses orga-
nismos. 
Entre as nomenclaturas 
destacam-se: UNS – Unified 
Numbering System; ASTM – 
American Society for Testing 
and Materials; DIN – Deuts-
ches Institut für Normung; 
JIS – Japanese Industrial Stan-
dards; BS – British Standards; 
SAE – Society of Automotive 
Engineers; AISI – American 
Iron and Steel Institute; e ISO 
– International Organization 
for Standardization com a 
ISO/TS 4949:2003: Steel Na-
mes Based on Letter Symbols. 
Um aço SAE 1045, por exemplo, 
é designado por C45 na DIN, 
060A47 na BS e S45C na JIS. O 
Brasil adota a nomenclatura 
definida pela AISI/SAE para os 
aços comerciais que seguem a 
seguinte classificação genérica:
35MATERIAIS E ENSAIOS
Tabela 2 - Classificação Genérica de 
Aços segundo a Sae
Designação 
SAE 
Tipo 
1xxx Aço carbono 
2xxx Aço níquel 
3xxx Aço cromo níquel 
4xxx Aço molibdênio
5xxx Aço cromo
6xxx
Aço ao cromo 
Vanádio
7xxx Aço tungstênio
8xxx
Aço ao cromo 
níquel vanádio
9xxx
Aço ao silício man-
ganês
xxBxx Aço boro
xxLxx Aço chumo
FONTE: adaptado de Chiaverini (2002).
Os dois primeiros algarismos de-
finem a liga e os dois últimos o 
percentual centesimal de carbono 
(C). O Aço 1045, por exemplo, 
é um aço comum com 0,45% de 
carbono (C), já um aço 4340 é um 
aço ao cromo-níquel-molibdênio 
com 0,4% de carbono (C). 
SEÇÃO 5
Aço ferramenta
Os aços utilizados na fabricação 
de ferramentas de uso industrial 
requerem propriedades mecânicas 
específicas, como resistência ao 
choque, resistência para o traba-
lho a quente, capacidade de corte 
a frio, dentre outras. 
São produzidos com severas tole-
râncias de composições químicas 
e propriedades físicas. Os princi-
pais elementos químicos presen-
tes em quantidades relativamente 
grandes são tungstênio (W), mo-
libdênio (Mo), vanádio (V) e cro-
mo (Cr). 
São classificados de acordo com 
suas propriedades e aplicações.
Tabela 3 - Classificação de Aços Ferramenta
AISI Definição Exemplo Aplicações comuns
W
Aço ferramenta 
temperável em 
água
W2 Matrizes para cunhagem
S
Aço ferramenta 
resistente ao 
choque
S1 Estampos, culelaria
P
Aço ferramenta 
para moldes para 
plástico
P20
Moldes para injeção de 
plástico
O
Aço ferramenta 
temperável em 
óleo
O1
Ferramentas para dobra de 
chapas
A
Aço ferramenta 
temperável ao ar
A2
Ferramentas de corte e 
repuxo
D
Aço ferramenta 
para trabalho a 
frio
D6
Matrizes para conformação 
a frio de aços
H
Aço ferramenta 
para trabalho a 
quente
H13
Matrizes para trabalho a 
quente de aços
M
Aços rápido ao 
molibdênio
M2
Ferramentas de corte e 
usinagem 
Fonte: CIMM (2009). 
Aço temperável em 
água (W)
Tem alta resistência ao desgaste e 
à abrasão e boa tenacidade. Den-
tre os aços ferramenta é o que 
apresenta melhor soldabilidade. 
Porém pode apresentar trincas e 
distorções durante o tratamento 
térmico. 
Aço resistente ao cho-
que (S) 
Esta classe de aço ferramenta 
apresenta grande tenacidade e re-
sistência ao choque, além de alta 
dureza. Suas principais aplicações 
são em ferramentas de corte.Aço ferramenta para a 
fabricação de moldes para 
plásticos (P)
São aços empregados na 
fabricação de moldes de injeção 
de plástico ou de metais leves. 
Apresentam boa usinabilidade, 
média temperabilidade, boa 
capacidade de polibilidade, além 
de uniformidade de dureza. 
Aço ferramenta tem-
perável ao óleo (O)
Esta classe de aços apresenta uma 
grande temperabilidade, o que 
permite que sejam temperados ao 
óleo. 
Aço ferramenta tem-
perável ao ar (A)
Tem maior temperabilidade do 
que os aços temperáveis em água. 
O meio refrigerante empregado, o 
ar, é o que gera menor gradiente 
de resfriamento. Por esse motivo 
apresenta menos possibilidade 
de distorções e trincas térmicas. 
36 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Porém sua resistência à abrasão é 
moderada. 
Aço ferramenta para 
trabalho a frio (D)
Utilizado para usinagem, confor-
mação e processamento de mate-
riais à temperatura ambiente ou 
pouco elevada. As principais ca-
racterísticas são a elevada dureza, 
a resistência à abrasão e a tenaci-
dade.
Aço ferramenta para 
trabalho a quente (H)
São aços cuja temperatura de apli-
cação pode superar os 200 ºC, e 
nestas condições devem apresen-
tar resistência ao desgaste, ao cisa-
lhamento e à abrasão, mantendo 
a alta dureza conseguida por têm-
pera, a resistência ao desgaste e 
sua tenacidade. Ainda possui alta 
resistência à fadiga térmica. 
Aço rápido ao molib-
dênio (M) ou ao titânio (T)
São aços de elevada dureza e re-
sistência ao desgaste aliada a uma 
boa tenacidade. Sua dureza pode 
chegar a mais de 60 HRC e entre 
suas principais aplicações estão 
ferramentas de corte e usinagem. 
 
Figura 25 - Ferramentas de Usinagem em Aço Rápido
Fonte: Portal da Usinagem (2009).
SEÇÃO 6
Aços inoxidáveis
Dentre os muitos tipos de aço, 
uma classe se destaca para traba-
lhos em que a elevada resistência a 
ambientes corrosivos e altas tem-
peraturas são necessárias, é a dos 
aços inoxidáveis. A sua produção 
envolve a adição de elementos de 
liga, como o cromo (Cr) (>11%) 
e eventualmente o níquel (Ni), 
dentre outros, em quantidades e 
proporções variadas em função 
das características mecânicas e fí-
sicas que se deseja para aplicações 
específicas. 
Para sua nomenclatura normal-
mente é utilizada a equivalência 
dos nomes comerciais com a nor-
ma AISI e classificam-se em cin-
co grupos de acordo com a mi-
croestrutura básica e o tratamento 
térmico possível. Acompanhe!
Austeníticos
Os aços inoxidáveis austeníticos 
são os mais comuns e com carac-
terísticas mais nobres. Contêm 
entre 12% a 30% de cromo (Cr) 
e entre 7% e 25% de níquel (Ni), 
dentre outros elementos adicio-
nados em menores quantidades 
como o titânio (Ti) e o nióbio 
(Nb). São pouco sensíveis à tem-
AISI: American Iron and Steel 
Institute.
37MATERIAIS E ENSAIOS
peratura e podem ser endurecidos 
por têmpera, ou ainda encruados 
e recozidos. As ligas mais comuns 
são a 301, 304, 316 L. 
Ferríticos
São ligas menos nobres que con-
têm entre 16% e 30% de cromo 
(Cr), e cujas propriedades mecâ-
nicas não são alteradas pelos tra-
tamentos térmicos. Suas caracte-
rísticas mecânicas são inferiores, 
porém são mais inoxidáveis do 
que o primeiro grupo. Uma liga 
característica é a AISI 430.
Martensíticos
Possuem elevado teor de carbono, 
o que lhes confere alta capacidade 
de endurecebilidade por têmpera. 
O teor de cromo (Cr) varia entre 
12% a 16% e de carbono (C) entre 
0,1% a 0,4%. Apresentam menor 
inoxibilidade do que os ferríticos, 
porém com qualidades mecâni-
cas otimizadas. As ligas 410 e 420 
compõem esta classe. 
Duplex
Aços com baixo teor de carbono 
ligados ao cromo (Cr) e ao níquel 
(Ni), obtendo uma microestrutura 
mista de austenita e ferrita. Apre-
sentam boa resistência à corrosão 
aliada à resistência mecânica, além 
de melhor soldabilidade do que os 
aços inoxidáveis austeníticos. 
Endurecíveis por preci-
pitação
O teor de níquel (Ni) é reduzido, 
aproximadamente 4%, porém ou-
tros elementos como o cobre (Cu) 
são adicionados com o propósito 
de promover a precipitação. Sua 
resistência à corrosão é equivalen-
te aos austeníticos e suas proprie-
dades mecânicas semelhantes aos 
martensíticos. 
Aços inoxidáveis ferríticos, mar-
tensíticos e duplex exibem a pro-
priedade de serem ferromagnéti-
cos, enquanto os demais são ferro 
não magnéticos, ou seja, não são 
atraídos por imãs. 
A característica de resistência à 
oxidação (inoxidáveis) se dá gra-
ças à formação de uma fina pe-
lícula de óxido de cromo muito 
aderente e impermeável ao oxigê-
nio (O) e a muitos outros produ-
tos químicos corrosivos. 
Tabela 4 - Classificação dos Aços Inoxidáveis
Elementos de liga 
(principais) 
Microestrutura
Microestrutura Endurecibilidade Exemplos 
Série AISI 4XX 
(ao cromo)
Martensítica Endurecível AISI 416 / 420
Ferrítica Não endurecível AISI 430
Série AISI 3XX 
(ao cromo / 
níquel)
Autenítica Não endurecível
AISI 302 / 303 
/ 316
Não endurecível
AISI 321 (Ti) / 
AISI 347 (Nb) - 
estabilizados
Duplex Não endurecíveis AISI 329
Fonte: adaptado de Chiaverini (2002). 
Inoxidáveis: Resistentes à 
corrosão. 
38 CURSOS TÉCNICOS SENAI
SEÇÃO 7
Ferros fundidos 
Pelo estudo do diagrama de equi-
líbrio Fe-C (Ferro – Carbono) de-
fine-se o ferro fundido como uma 
liga de ferro (Fe) e carbono (C), 
com o carbono presente entre 
2,11 e 6,67%. O terceiro elemen-
to é o silício (Si) que se encontra 
geralmente entre 1 e 3% e é o 
responsável pela precipitação da 
grafita. O carbono (C) excedente 
(grafita) parcialmente “livre” na 
forma de lamelas, veios ou nódu-
los é o responsável pelas proprie-
dades do material como a absor-
ção à vibração. A palavra “ferro 
fundido” poderá ser abreviada em 
algumas literaturas por FºFº.
A grafita livre é quem determina 
as propriedades mecânicas e tam-
bém sua nomenclatura. Os ferros 
fundidos são classificados como 
ferro fundido cinzento, branco, 
maleável, nodular e vermicular. 
Também podem ser classificados 
de acordo com o percentual de 
carbono (C). Entre 2,11% e 4,3% 
é considerado um ferro fundido 
hipoeutético, com 4,3% de carbo-
no (C) é eutético, e acima de 4,3% 
até 6,67% será hipereutético. 
Tabela 5 - Composição Típica de Ligas de Ferro Fundido 
Composição típica (%)
Ferro 
fundido
Carbono Silício Manganês Enxofre Fósforo
Cinzento 2,5 – 4,0 1,0 – 3,0 0,2 – 1,0 0,02 – 0,25 0,02 – 1,0
Nodular/
dúctil
3,0 – 4,0 1,8 – 2,8 0,1 – 1,0 0,01 – 0,03 0,01 – 0,1
Vermicular/
grafita 
compactada
2,5 – 4,0 1,0 – 3,0 0,2 – 1,0 0,01 – 0,03 0,01 – 0,1
Maleável 2,0 – 2,9 0,9 – 1,9 0,15 – 1,2 0,02 – 0,2 0,02 – 0,2
Branco 1,8 – 3,6 0,5 – 1,9 0,25 – 0,8 0,06 – 0,2 0,06 – 0,2
Fonte: Chiaverini (2002, p. 495). 
Maleável
Perlítico
FºFº
Maleável
Ferrítico
FºFº
FºFº
Branco Cinzento
Perlítico
FºFº
Cinzento
Ferrítico
FºFº
Dúctil
Perlítico
FºFº
Dúctil
Ferrítico
FºFº
Te
m
p
e
ra
tu
ra
Ferros Fundidos
Comerciais M /CegResfriamento
Fe3C C
Rápido
P + Fe3C
Moderado
P + Gf
Lento Moderado
P + Gn
Lento
α + Gnα + Gf
Rápido
P + Gr
Lento
α + Gr
G
Fe3C
FºFº
P
α
: Cementita
: Ferrita
: Grafita
: Perlita
: Ferro Fundido
Abreviaturas:
~ ~
~ ~
~ ~
Reaquecimento a:
~700 C - 30min°
Figura 26 - Microconstituintes Típicos dos Ferros Fundidos
Fonte: Callister (2002, p. 255). 
39MATERIAIS E ENSAIOS
Ferro fundido cinzento
O carbono livre (grafita) se en-
contra na forma de lamelas, carac-
terizando dessa forma uma fratu-
ra de coloração cinza-escuro. O 
restante desse carbono está como 
carboneto (Fe3C). Apresenta ex-
celente absorção a vibrações, por 
esse motivo é muito utilizado em 
estruturas de máquinas e equipa-
mentos, além de ser fácil de fun-
dir e usinar, no entanto, apresenta 
baixa resistência mecânica e fratu-
ra frágil. 
Figura 27 - Micrografia de um Ferro 
Fundido Cinzento Ferrítico
Fonte: Callister (2002, p. 253).
Figura 28 - Comparação entre a Amplitude de Vibração de um Aço e um Ferro 
Fundido em Função do Tempo
Fonte: Callister (2002, p. 255). 
Ferro fundido branco
Praticamente todo o carbono estáretido na forma combinada de 
carboneto (Fe3C) devido às suas 
condições de fabricação com me-
nos silício. A sua fratura terá uma 
característica mais clara. É a classe 
de ferro fundido mais dura. Uma 
de suas aplicações é em roletes de 
laminação. 
Figura 29 - Micrografia de um Ferro 
Fundido Branco
Fonte: Chiaverini (2002, p. 253).
40 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Ferro fundido 
maleável
O ferro fundido maleável é obti-
do por meio do tratamento térmi-
co de maleabilização a partir do 
ferro fundido branco. A grafita se 
transformará em nódulos. 
Figura 30 - Micrografia de um Ferro 
Fundido Maleável
Fonte: Chiaverini (2002, p. 253). 
Ferro fundido nodular
Dentre os ferros fundidos é o 
mais dúctil, propriedade que é 
obtida pelo tratamento térmico 
ainda no estado líquido. A grafita 
esferoidal resultante é a responsá-
vel por essa ductibilidade. 
Figura 31 - Micrografia de um Ferro 
Fundido Nodular
Fonte: Chiaverini (2002, p. 253).
Ferro fundido 
vermicular
Também conhecido como com-
pacted graphite iron (CGI), foi des-
coberto ao acaso durante a fun-
dição do ferro fundido nodular e 
seu uso se dá há mais de 30 anos, 
porém somente na última década 
passou a ser empregado em com-
ponentes mais complexos como 
blocos de motores, substituindo 
o cinzento. Leva em sua composi-
ção magnésio (Mg) em uma faixa 
muito estreita, elemento este que 
faz com que a grafita livre se for-
me como estrias grossas (seme-
lhante a vermes), origem do nome 
vermicular. 
41MATERIAIS E ENSAIOS
Relembrando
Nesta unidade de ensino nos 
concentramos nas ligas me-
tálicas. Você aprendeu sobre 
siderurgia, as classificações 
das principais ligas metáli-
cas ferrosas e a sua nomen-
clatura. Conheceu ainda os 
microconstituintes principais 
dessas ligas. 
Na próxima unidade você 
aprenderá sobre materiais 
metálicos não ferrosos. Ain-
da há muito pela frente. Con-
tinuemos juntos!
Destaca-se por apresentar boa resistência mecânica (praticamente o 
dobro do cinzento), capacidade de amortecimento a vibrações, pouco 
sensível a choques térmicos, tenacidade e ductibilidade. A grafita que se 
encontra tanto na forma de veios (ferro fundido cinzento) quanto em 
nódulos (ferro fundido nodular) é a responsável por essas características 
mecânicas. 
Figura 32 - (A) Micrografia de um Ferro Fundido Vermicular, (B) Micrografia da 
Grafita no CGI
Fonte: Mocellin et al. (2004). 
Unidade de 
estudo 4
 
Seções de estudo 
Seção 1 – Os tipos de materiais metáli-
cos não ferrosos
43MATERIAIS E ENSAIOS
SEÇÃO 1
Os tipos de materiais 
metálicos não ferrosos
Alumínio (Al)
O alumínio (Al) se destaca pela 
sua elevada condutibilidade tér-
mica e elétrica aliada a uma baixa 
densidade, além de ser o elemento 
metálico mais abundante na cros-
ta terrestre. Do latim aluminium, 
apresenta uma densidade de 2,700 
g/cm3 e um ponto de fusão de 
660°C. Sua aparência é de cinza 
prateado fosco. 
É um metal bastante resistente à 
corrosão, dúctil, aceita tratamen-
tos térmicos que lhe conferem 
maior dureza e rigidez, além de 
formar ligas com propriedades di-
ferenciadas com inúmeros outros 
metais, como cobre (Cu), manga-
nês (Mn), magnésio (Mg), dentre 
outros. A condutibilidade térmica 
e elétrica, por exemplo, é altamen-
te dependente do grau de pureza 
da liga. A resistência à corrosão 
se dá em função da formação do 
óxido de alumínio (Al2O3) em sua 
superfície. 
Tais características o habilitam 
para aplicações na indústria aero-
náutica, naval, de transporte, de 
condutores elétricos, trocadores 
de calor, da construção civil, utili-
dades domésticas e muitas outras. 
É um dos metais mais reciclados, 
visto sua facilidade de recolhi-
mento e seu preço de revenda, 
aliados a um consumo energético 
de até vinte vezes menor do que a 
sua obtenção a partir do seu mi-
nério natural, a bauxita. 
Materiais Metálicos Não Ferrosos
Chumbo (Pb)
Do latim plumbum, tem densidade 
de 11,340 g/cm3 e ponto de fusão 
de 327 °C. Sua aparência é bran-
ca azulada quando cortado, em 
contato com o ar se oxida ficando 
cinza. 
Embora tóxico e pesado, é mui-
to utilizado em construção civil, 
baterias, munição, proteção con-
tra raios X, ligas de solda, lastros, 
gaxetas, tipos de pigmentos, tipo-
grafia, etc. As propriedades que 
o tornam interessante industrial-
mente são sua alta maleabilidade, 
flexibilidade, lubricidade, além da 
condutibilidade elétrica. Em con-
trapartida, seu ponto de fusão, sua 
resistência mecânica e dureza são 
baixos. 
A sua utilização como elemento 
de proteção contra radiações de 
raios X e raios gama é devido à 
sua alta densidade. Finas placas 
deste material podem substituir 
paredes de concreto de maior es-
pessura aplicadas com o mesmo 
propósito. 
Forma ligas com outros metais 
como antimônio (Sb), estanho 
(Sn), cobre (Cu), etc. 
DICA 
O chumbo é um metal pe-
sado que pode provocar 
graves danos à saúde hu-
mana. Pesquise mais sobre 
a toxicologia do chumbo na 
internet.
Recolhimento: Como latas 
de bebidas, por exemplo. 
44 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Cobre (Cu)
O cobre (Cu) é um dos primei-
ros metais utilizados pelo ho-
mem. Tem coloração avermelha-
da brilhante e possui densidade 
de 8,950 g/cm3 com um ponto de 
fusão de 1083 °C. 
Dentre suas propriedades mecâni-
cas, destacam-se a ductibilidade e 
maleabilidade, o que permite que 
seja estampado, estirado, confor-
mado. Ainda como um excelente 
condutor térmico e elétrico é am-
plamente utilizado em condutores 
elétricos e trocadores de calor. 
Em ambientes corrosivos, resiste 
muito bem à oxidação. 
Forma ligas com vários metais, 
dos quais os mais conhecidos são 
as ligas de cuproníquel (cobre 
mais níquel), o latão (cobre mais 
zinco) e o bronze (cobre mais es-
tanho).
Cromo (Cr)
O cromo (Cr) é um metal cinza 
com característica semelhante ao 
aço. Sua densidade é de 7,200 g/
cm3 e seu ponto de fusão é de 
1907 °C.
Além da sua aplicação como ele-
mento de liga em aços inoxidáveis 
e aços resistentes ao calor, por 
exemplo, também é muito empre-
gado por eletrodeposição em aços 
para melhorar sua resistência à 
corrosão e oxidação e pigmentos.
A alta resistência à corrosão do 
cromo é devida à formação de 
uma camada muito fina, aderente 
e resistente, o óxido de cromo. 
Estanho (Sn)
O estanho (Sn) se caracteriza 
como um material branco pratea-
do com densidade de 7,310 g/cm3 
e ponto de fusão de 231 °C.
Utilizado pela humanidade a mi-
lhares de anos, formando liga 
com o cobre (Cu): bronze. A con-
tribuição para o desenvolvimento 
humano foi relevante a ponto de 
nomear uma era, a idade do bron-
ze, que ocorreu aproximadamente 
entre os anos 4000 e 1000 a.C. 
Possui baixa ductibilidade, porém 
apresenta boa resistência à oxida-
ção em muitos meios, é utiliza-
do para recobrir outros metais e 
assim agir como proteção à cor-
rosão. Um exemplo clássico é a 
“lata”, que é uma folha de flan-
dres (aço de baixo teor de carbo-
no) revestida com o estanho (Sn), 
largamente utilizada na indústria 
alimentícia.
Magnésio (Mg)
O magnésio (Mg) é um metal de 
aparência prateada. Sua densidade 
é de 1,73 g/cm3 e ponto de fusão 
de 650 °C.
Por ser bastante resistente e leve, 
e apresentar boa resistência à cor-
rosão em meios pouco agressivos, 
é utilizado em aplicações estrutu-
rais. Pode-se destacar seu uso na 
indústria naval, bélica, aeronáuti-
ca, automobilística, além de com-
ponentes eletroeletrônicos. Seu 
uso na forma de ligas se dá pre-
dominantemente com o alumínio 
(Al). 
Cobre: Do latim cuprum.
Cromo: Do grego chrôma e 
do latim chromium.
Estanho: Do latim stagnun.
Magnésio: Do latim mag-
nesium.
45MATERIAIS E ENSAIOS
Relembrando
Nesta unidade você conhe-
ceu um pouco sobre outros 
materiais metálicos não fer-
rosos, aqueles mais utilizados 
na indústria metal mecânica, 
e suas principais característi-
cas. Na próxima unidade de 
estudos você estudará a des-
crição dos ensaios metalo-
gráficos, conhecendo desde 
os procedimentos para pre-
paração das amostras até os 
reagentes mais aplicados no 
ataque químico de ligas fer-rosas e de alguns metais não 
ferrosos.
Continue antenado!
Níquel (Ni)
O níquel (Ni) é um metal branco 
prateado com densidade de 8,908 
g/cm3 e ponto de fusão de 1455 
°C.
Dentre suas propriedades, pode-
se destacar sua resistência à oxida-
ção e à corrosão, boa resistência 
mecânica e característica ferro-
magnética. Tais propriedades di-
ferenciam as ligas de níquel (Ni) 
de muitos outros materiais. 
Seu maior consumo se dá como 
elemento de liga na fabricação do 
aço inoxidável, superligas de ní-
quel, além de estar presente em 
algumas ligas de aço-carbono. 
Titânio (Ti)
O titânio (Ti) é um metal de cor 
branca metálica com densidade de 
4,507 g/cm3 e ponto de fusão de 
1668 °C.
Seu alto módulo de elasticida-
de, leveza, resistência mecânica e 
biocompatibilidade o tornam um 
material de grande interesse para 
a fabricação de próteses médicas. 
Outra propriedade de interesse é 
a sua alta resistência à corrosão. 
As principais aplicações se dão na 
indústria química, naval, nuclear, 
em pigmentos na forma de dióxi-
do de titânio (TiO2), além de par-
ticipar como elemento de liga em 
muitas outras ligas metálicas. 
Tungstênio (W)
O tungstênio (W) é um metal 
de aparência de branco a cinza, 
com densidade de 19,250 g/cm3 e 
maior ponto de fusão de todos os 
elementos, 3422 °C.
Embora muito escasso, é extraído 
da natureza na forma de óxidos 
e sais, sua gama de aplicações é 
muito grande graças às suas carac-
terísticas de alta dureza e ponto de 
fusão.
As principais aplicações são em 
ferramentas de corte como bro-
cas e pastilhas, filamentos de lâm-
padas, eletrodos não consumíveis 
em soldas TIG, além de também 
ser empregado como elemento de 
liga.
Zinco (Zn)
O zinco (Zn) é um metal de co-
loração branco azulada com den-
sidade de 7,140 g/cm3 e ponto de 
fusão de 419 °C.
A formação de um óxido em sua 
superfície o torna muito resistente 
à corrosão. Muitas de suas aplica-
ções se dão em função dessa pro-
priedade como, por exemplo, o 
processo de galvanização. 
Também é utilizado como pig-
mento, aditivo e elemento de liga. 
Dentre as ligas formadas, a de 
maior destaque é a formada com 
o cobre (Cu), o latão.
DICA 
Pesquise mais sobre a apli-
cação do zinco como metal 
de proteção ao aço. Vamos! 
Não custa tentar!
Níquel: Do alemão kupfer-
nickel. 
Titânio: Do latim titanium.
Tungstênio: Do latim wol-
framium.
Zinco: Do latim zincum.
Unidade de 
estudo 5
 
Seções de estudo 
Seção 1 – Introdução
Seção 2 – Microscopia 
Seção 3 – Preparação das amostras 
Seção 4 – Preparação dos reagentes 
47MATERIAIS E ENSAIOS
SEÇÃO 1
Introdução
A olho nu uma superfície metálica 
pode parecer sólida e homogênea, 
porém não é. Ela possui defeitos 
como vazios e contornos de grão, 
além de diferentes microconsti-
tuintes e precipitados que só se-
rão visíveis através do uso de mi-
croscópios óticos ou eletrônicos. 
Empregando-se técnicas de análi-
se metalográfica será possível ava-
liar as fases presentes, bem como 
a sua quantificação com o uso de 
técnicas específicas de análise, e o 
uso de relações estatísticas tam-
bém é possível. 
O conhecimento das fases pre-
sentes, do tamanho e forma dos 
grãos, da densidade, além de ou-
tras características que são possí-
veis de serem avaliadas pela aná-
lise metalográfica, pode estimar 
quais serão as propriedades me-
cânicas do material naquela con-
dição. 
A observação dessas microestru-
turas permite inclusive a identifi-
cação de algumas ligas quanto ao 
percentual de elementos de liga 
e ao tratamento térmico sofrido. 
Em relação ao percentual de car-
bono, pode-se avaliar, por exem-
plo, se um aço é hipo ou hipereu-
tetóide. Já uma microestrutura 
martensítica indica que esse aço 
foi submetido a um tratamento 
térmico de têmpera, por exemplo. 
Metalografia
 
DICA 
Você provavelmente já utilizou um binóculo para visualizar objetos 
que estão a longas distâncias. Isso é possível graças à combinação 
de suas lentes. Um microscópio faz exatamente a mesma coisa, po-
rém a análise se resume a curtos espaços de uma superfície que é 
ampliada várias vezes. 
SEÇÃO 2
Microscopia 
O microscópio é o equipamento 
responsável por ampliar a proje-
ção da superfície que será anali-
sada. Esse aumento pode ser de 
poucas dezenas até milhares de 
vezes. 
Para as análises das microestrutu-
ras dos materiais metálicos, bem 
como de outras classes de mate-
riais, três tipos de microscopia 
podem ser utilizados: microscopia 
ótica (MO) com faixa de aumen-
to de 1 a 1.500 vezes, microscopia 
eletrônica de varredura (MEV) 
com aumento de 10 a 20.000 ve-
zes e a microscopia eletrônica de 
transmissão (MET) com aplica-
ção de 500 a 300.000 vezes. 
A MO apresenta uma resolução 
na ordem de 3.000 Å, a MEV de 
200 Å, enquanto que a MET pode 
chegar a 50 Å. Um novo tipo de 
microscopia de pouca aplicação 
industrial, a microscopia de cam-
po iônico (MCI), tem resolução 
inferior a 1 Å. 
1 Å (um Amgstron) corres-
ponde a 1.10-10 m, ou seja, 
0,0000000001 m. 
A microscopia ótica é aplica-
da para análise de grandes áreas, 
além de sua utilização ser simples 
e rápida, é também de baixo cus-
to. A microscopia de varredura 
possibilita a análise com maior 
profundidade de foco como em 
superfícies de fratura. Já através 
da MET, defeitos e fases internas 
dos materiais podem ser identifi-
cados, como discordâncias e pe-
quenas inclusões.
48 CURSOS TÉCNICOS SENAI
SEÇÃO 3
Preparação das 
amostras 
Para que uma análise metalográ-
fica seja executada, é necessá-
ria uma correta preparação das 
amostras quanto a sua superfície 
e reagente de ataque. 
Corpo de prova
O primeiro passo é a retirada da 
amostra do material a ser analisa-
do. Essa separação deve ser por 
meios abrasivos, como discos de 
corte altamente refrigerados. O 
uso de operações mecânicas de 
usinagem e cisalhamento, por 
exemplo, pode impor severas alte-
rações microestruturais na região 
a ser analisada devido ao trabalho 
mecânico a frio. Discos de corte 
abrasivos finos, além de eliminar 
o trabalho a frio, ainda deixam 
uma superfície plana com baixa 
rugosidade de forma rápida e se-
gura. 
Microscopia ótica 
O microscópio ótico é o mais 
simples de todos e também o 
mais empregado na indústria para 
as análises metalográficas de me-
tais, além dos demais setores de 
transformação, como a indústria 
têxtil, de papel e celulose, etc. 
É composto basicamente por dois 
conjuntos de lentes, a ocular (pró-
ximo ao olho do observador) e a 
objetiva (perto da amostra). Mi-
croscópios modernos podem ain-
da estarem equipados com filmes 
polarizadores, prismas, espelhos, 
monitores, câmaras de captura, li-
gados a computadores equipados 
com softwares de tratamento de 
imagens, etc. A multiplicação do 
aumento da objetiva pela ocular 
será o aumento total do micros-
cópio. 
A micrografia observada é obtida 
através da reflexão de um feixe de 
luz que incide sobre a amostra, a 
qual por possuir diferentes dire-
ções cristalográficas em cada grão 
os revela ao observador. 
 
A refrigeração deve ser suficien-
temente alta a fim de evitar que a 
superfície cortada sofra alterações 
em sua microestrutura decorren-
tes de deformações por trabalho 
térmico.
A determinação da seção de corte 
será de acordo com as informa-
ções que se deseja estudar. Pode 
ser longitudinal ou transversal. O 
corte transversal é utilizado para 
estudar a natureza do material, 
homogeneidade, segregações, 
profundidade de tratamentos tér-
micos, dentre outros. Já o corte 
longitudinal permite a avaliação 
de detalhes de solda, extensão 
de tratamentos térmicos, além da 
identificação de trabalhos mecâni-
cos, aos quais a amostra foi sub-
metida. 
Embutimento
Amostras com dimensões muito 
pequenas devem ser montadas 
sob um suporte que possibilite o 
seu manuseio, além de evitar aci-
dentes e preservar a qualidade do 
corpo de prova. Esse processo 
conhecido como embutimento 
pode ser executado utilizando re-
sinas plásticas a quente ou a frio. 
São empregadas as resinas de ba-
quelite, epóxi, acrílico ou outraque mantenha a forma e a rigidez 
durante as etapas de lixamento e 
polimento. 
Equipamentos especiais, como 
as prensas para embutir, auxiliam 
nessa operação, garantindo a qua-
lidade e a rapidez da fixação. 
Lixamento 
A operação de lixamento visa eli-
minar as imperfeições mais pro-
fundas na amostra, que podem 
ser inerentes ao próprio corpo de 
prova ou decorrentes do corte das 
mesmas. Pode ser automático ou 
manual, a seco ou a úmido. 
Oculares
Caminho da Luz
Analisador
Espelho
Difusor
Iluminador
Polarisador
Diafragma
Lentes Condensadoras
Seção Polida
Pla�na Giratória Graduada
Controle
de Foco
Figura 33 - Princípio de Funcionamento de um Microscópio
49MATERIAIS E ENSAIOS
O lixamento é a etapa anterior ao 
polimento e, portanto, a sequên-
cia de lixas deve começar da mais 
grossa para a mais fina: 80, 120, 
220, 320, 400, 600, 1200 e 1600. 
Quanto mais imperfeita for a su-
perfície inicial, mais grossa será a 
lixa inicial. A numeração da lixa 
corresponde ao tamanho dos 
grãos abrasivos. Estes podem ser 
de óxido de alumínio ou carbeto 
de boro. 
DICA 
A cada troca de lixa a amos-
tra deve ser cuidadosamen-
te lavada. 
Polimento
O objetivo do polimento é elimi-
nar os riscos deixados na etapa de 
lixamento, como abrasivo aplica-
se pasta diamantada ou de alumi-
na. O equipamento utilizado para 
o polimento é a politriz. 
Figura 34 - Politriz
Fonte: Teclago (2009)
Limpeza
Uma vez polido, o corpo de prova 
deve ser lavado, seco e acondicio-
nado em local livre de umidade 
caso não seja atacado instantanea-
mente, a fim de evitar o surgimen-
to de oxidação na sua superfície. 
Para a limpeza, pode-se utilizar 
água, álcool ou até mesmo éter, 
dando preferência a estes, devido 
ao seu baixo ponto de ebulição. A 
água deve ser evitada, e mesmo 
quando utilizada, deve ser en-
xaguada com álcool. A secagem 
deve ocorrer com um jato de ar 
quente, a fim de eliminar da su-
perfície qualquer resíduo do sol-
vente utilizado. 
Ataque
Se uma amostra apenas prepara-
da por lixamento e polimento foi 
analisada em um microscópio óti-
co, o que se verá é uma superfície 
uniforme, sem distinção das mi-
croestruturas. Isso acontece por-
que a luz que incide do microscó-
pio encontra uma superfície plana 
e sem relevos. 
Existem muitos métodos de ata-
que da superfície, como eletro-
lítico, físico, térmico, etc. O co-
mumente aplicado em análises 
metalográficas em nível industrial 
é o ataque químico, que será res-
ponsável por gerar o contraste 
necessário e assim possibilitar a 
visualização dos diferentes mi-
croconstituintes, fases, inclusões, 
poros, trincas, etc. 
Durante o ataque, a superfície 
da amostra sofrerá transforma-
ções eletroquímicas decorrentes 
do processo de oxidorredução. 
Constituintes quimicamente mais 
pobres agirão como ânodos rea-
gindo com os elementos mais no-
bres. 
As soluções de ataque podem ser 
aquosas ou alcoólicas de sais, ba-
ses ou ácidos, bem como vapores 
destes. O contraste final obtido 
será dependente do tempo e da 
temperatura do ataque. O ata-
que pode se dar por imersão da 
amostra na solução, gotejamento, 
lavagem ou esfregação. O tempo 
de ataque geralmente é de poucos 
segundos (1 a 15 s).
DICA 
Os reagentes utilizados para 
o ataque químico podem ser 
perigosos à saúde humana, 
portanto, sempre utilize os 
equipamentos de proteção 
individual (EPIs) como luvas, 
máscaras e óculos. 
Neutralização
Finalizado o ataque, o corpo de 
prova deve ser meticulosamente 
limpo com água destilada, álcool, 
cetona, ou outro solvente de bai-
xo ponto de fusão, para que haja 
a neutralização do ataque, bem 
como a completa limpeza e reti-
rada de possíveis resíduos da sua 
50 CURSOS TÉCNICOS SENAI
superfície. Ao final a secagem 
ocorre com jato de ar quente. 
As amostras agora estão prontas 
para serem analisadas. Se essa 
verificação não for instantânea, 
é aconselhável que os corpos de 
prova sejam guardados dentro 
de um dissecador a vácuo a fim 
de evitar a oxidação da superfície 
preparada. 
Análise 
Nesta etapa a amostra devida-
mente preparada é levada ao mi-
croscópio e antão analisada. Alo-
ja-se a amostra sobre o suporte do 
microscópio e através da compo-
sição entre as lentes ocular e obje-
tiva se define o aumento desejado 
na visualização e, por fim, basta 
apenas regular o foco do micros-
cópio. 
A imagem formada pode ser ob-
servada diretamente através da 
ocular do microscópio ou captu-
rada e projetada em monitores, 
ou ainda transferida para softwares 
específicos de análise.
Exame microscópico 
A análise deve iniciar com a me-
nor ampliação possível, a qual vai 
sendo aumentada gradativamente 
até se obter uma clareza adequa-
da para a análise das micrografias, 
seus contornos de grão, inclusões, 
etc.
Nesta etapa a experiência do ope-
rador será o diferencial entre uma 
análise correta e bem detalhada, 
de outra com baixo nível de qua-
lidade. 
SEÇÃO 4
Preparação dos 
reagentes 
A preparação das amostras é ape-
nas uma das etapas da análise me-
talográfica, esta também exige a 
correta escolha dos reagentes de 
ataque. Ligas mais nobres, por 
exemplo, exigirão reagentes mais 
fortes, enquanto que aços ao car-
bono comum, reagentes mais fra-
cos serão os indicados. 
A tabela a seguir apresenta alguns 
reagentes utilizados nessa análise, 
bem como sua composição e apli-
cação: 
51MATERIAIS E ENSAIOS
Tabela 6 - Reagentes para Ataques Químicos para Análise Metalográfica
Reagente Composição Aplicação
Água 
oxigenada/
amoníaco
1 parte de água oxige-
nada a 3%
1 parte de amoníaco
Reativos para contornos de grãos 
do cobre
Lixívia de 
solda 
10g hidróxido de 
sódio
90 ml água destilada
 
Ligas de alumínio
Ácido
fluorídrico
0.5 ml ácido fluorí-
drico
99.5 água destilada
Nital a 3%
97 ml álcool etílico 
3 ml ácido nítrico 
concentrado
Ligas de aço baixa e alta liga, estru-
turas martensíticas, algumas ligas 
de magnésio, ferro fundido
Nital a 
10%
90 ml de álcool etílico 
10 ml de ácido nítrico 
concentrado
Ataques profundos em ligas de aço 
para revelar microconstituintes 
especiais. Também aplicado para 
aços alta liga, cementadas, etc.
Água Régia
8 ml ácido nítrico 
concentrado 
12 ml ácido clorídrico 
concentrado 
1000 ml álcool etílico
Aços inoxidáveis, aços de alta liga
Reativo de 
Vilella
3 partes glicerina 
1 parte de ácido nítri-
co concentrado 
2 partes de ácido clo-
rídrico concentrado
Aços ao manganês e aços-liga com 
alto teor de cromo
Picrato 
de sódio 
em meio 
alcalino 
(Picral)
25g hidróxido de 
sódio 
75 ml água destilada 
2g ácido pícrico
Revelação de cementita
Relembrando
Nesta unidade de ensino 
você estudou conceitos e 
termos essenciais à Unidade 
Curricular Materiais e En-
saios, como: microestrutura, 
microscopia, metalografia e 
reagentes. Aprendeu o pro-
cedimento para fazer a análi-
se da microestrutura de uma 
liga metálica e os principais 
reagentes utilizados. A se-
guir você terá a oportunida-
de de conhecer os conceitos 
dos tratamentos térmicos e 
termoquímicos amplamente 
utilizados na indústria metal 
mecânica. Continue antena-
do! 
Unidade de 
estudo 6
 
Seções de estudo 
Seção 1 – Introdução
Seção 2 – Fatores de controle nos trata-
mentos térmicos
Seção 3 – Diagrama transformação-
tempo-temperatura (TTT)
Seção 4 – Tratamentos térmicos
Seção 5 – Tratamentos termoquímicos
53MATERIAIS E ENSAIOS
SEÇÃO 1
Introdução
Tratamento térmico pode ser re-
sumido como sendo o conjunto 
de operações de aquecimento e 
resfriamento em condições con-
troladas de tempo e temperatura, 
as propriedades mecânicas dos 
materiais metálicos serão altera-
das sem que haja mudança em sua 
composição. 
Podem ser aplicados para endu-
recer, refinar a microestrutura, 
amolecer, tornar mais dúctil, ali-
viar tensões de trabalhos mecâ-
nicos, melhorar a usinabilidade, 
aumentar a resistência à corrosão, 
ou simplesmente para proteger o 
material. São divididos em dois 
grandes grupos: os térmicos e os 
termoquímicos.
A escolha do tratamento térmico 
que será aplicadoao material deve 
ser muito criteriosa e detalhada, 
visto que de modo geral a me-
lhoria de uma propriedade causa 
perda de outra. Como exemplo, o 
aumento de dureza diminui a duc-
tibilidade do material, tornando-o 
mais frágil.
SEÇÃO 2
Fatores de controle nos 
tratamentos térmicos
Para que um tratamento térmico 
atinja seu objetivo, é necessária 
uma escolha criteriosa de qual tra-
Tratamentos
Térmicos/Termoquímicos 
tamento será empregado na peça 
acabada, e ainda garantir que os 
fatores como aquecimento, tem-
po de permanência, resfriamento 
e atmosfera do forno sejam con-
trolados.
Aquecimento
O ponto de partida para a maioria 
dos tratamentos térmicos que vise 
à transformação das fases é acima 
da temperatura crítica do material. 
DICA 
No aço, a temperatura crítica 
é aquela a que todo o mate-
rial estará completamente 
austenitizado, ou seja, todo o 
carboneto de ferro estará dis-
solvido no ferro Υ.
Produtos que possuem tensões 
residuais internas provenientes 
de trabalhos mecânicos prévios 
devem ainda ter um controle 
mais apurado na velocidade de 
aquecimento a fim de se evitar 
empenamentos e até mesmo trin-
cas. 
A temperatura final de aqueci-
mento é praticamente fixa para 
cada liga metálica. Quanto maior 
for o seu aquecimento além dessa 
temperatura, maior será a garan-
tia da completa dissolução dos 
carbonetos na estrutura austení-
tica, porém por outro lado have-
rá um crescimento dos grãos da 
austenita que poderão influenciar 
nas propriedades mecânicas finais 
pretendidas, como a dureza. 
Tempo de permanên-
cia
O tempo de permanência na tem-
peratura crítica antes de iniciar o 
resfriamento tem influência se-
melhante ao da temperatura má-
xima de aquecimento. Quanto 
maior o tempo, maior a certeza da 
completa austenitização. De for-
ma prática, geralmente se aplica 
a relação de 1h de permanência 
na temperatura para cada polega-
da de espessura do material a ser 
tratado. 
Tempos muito longos, além de 
também favorecerem o cresci-
mento dos grãos, podem ainda 
gerar a oxidação ou descarbone-
tação do material.
 
Resfriamento
Dentre todos os fatores de con-
trole, certamente o resfriamento é 
o mais importante, pois é o meio 
e a velocidade de resfriamento 
que irão determinar a estrutura 
final a ser obtida. Os meios de 
54 CURSOS TÉCNICOS SENAI
resfriamento podem ser ao forno, 
ao ar ou em soluções líquidas. E 
a velocidade lenta, moderada ou 
severa.
O resfriamento no interior do 
próprio forno é o meio mais lento, 
e será responsável pela formação 
de uma estrutura mais grosseira e 
muito mais dúctil, contudo, para 
algumas ligas ferrosas poderá ha-
ver uma oxidação superficial inde-
sejada, visto que longos períodos 
de permanência a altas temperatu-
ras favorecem essa formação.
O meio de resfriamento modera-
do é em ar, o produto final após 
atingir sua temperatura crítica e 
nela permanecer pelo tempo ne-
cessário, é então retirado do for-
no e deixado resfriar no ambiente. 
Pode ainda haver o sopro de ar 
para que a velocidade de resfria-
mento seja um pouco mais rápi-
da. Para aços ao carbono comuns, 
este meio favorece a diminuição 
de dureza e rigidez do aço, já para 
alguns aços ferramentas, especi-
ficamente da classe “A”, causa o 
endurecimento do mesmo. Isso é 
devido à composição de ambos. 
Água, óleo e banhos de sais (ou 
banho de metais fundidos), nes-
sa ordem, com ou sem agitação, 
são os meio mais severos de res-
friamento. A estrutura final apre-
sentará maior dureza, rigidez e 
também fragilidade. São os res-
ponsáveis, ainda, por uma maior 
profundidade de têmpera se assim 
a composição do aço permitir. No 
caso dos aços, a estrutura forma-
da geralmente será a bainita e/ou 
a martensita. 
Meios de resfriamento muito se-
veros, por outro lado, poderão 
gerar grandes concentrações de 
tensões internas na peça final a 
ponto de formar trincas e empe-
namentos. 
DICA 
Ao utilizar óleo como meio 
refrigerante, deve-se certi-
ficar de que a quantidade é 
suficiente a fim de evitar que 
sua temperatura se eleve 
muito, pois caso isso ocorra o 
mesmo poderá inflamar pro-
vocando sérios riscos à saúde 
do operador e ao patrimônio 
da empresa. 
Atmosfera do forno
O tratamento térmico de aços em 
fornos com atmosfera comum 
(sem controle) pode causar dois 
fenômenos indesejáveis, a forma-
ção de uma camada de óxido na 
superfície ou ainda a descarbone-
tação, que causa o amolecimento 
da superfície do material devido à 
retirada de carbono desta. 
A fim de evitar tais inconvenien-
tes, pode-se utilizar uma atmosfe-
ra protetora no interior do forno. 
Essa é conseguida com o uso de 
um gás inerte que é inflado para 
o interior do forno, e assim ocupa 
o lugar que antes era do oxigênio 
(O). 
Os gases normalmente utilizados 
são o hidrogênio (H), o nitrogênio 
(N), o argônio (Ar) ou até mesmo 
o vácuo.
SEÇÃO 3
Diagrama transforma-
ção-tempo-temperatu-
ra (TTT)
Conforme estudado na seção an-
terior, a velocidade de resfriamen-
to é o fator-chave na transforma-
ção das fases. O aço austenitizado, 
Severa: Drástica. 
55MATERIAIS E ENSAIOS
por exemplo, poderá se transfor-
mar em perlita grosseira, perlita 
fina, bainita e martensita, além 
de ferrita e cementida, de acor-
do com o percentual de carbono 
existente na liga. Cada um desses 
microconstituintes possui pro-
priedades mecânicas diferencia-
das, desde alta ductibilidade (fer-
rita), até a alta dureza (cementita). 
O controle dessas transformações 
se dá pela velocidade de resfria-
mento, como visto anteriormen-
te. Os gradientes de resfriamento 
(velocidade) são determinados 
pelos diagramas transformação-
tempo-temperatura, ou simples-
mente, diagramas TTT. Cada liga 
exibirá uma característica diferen-
ciada.
Estes diagramas permitem a iden-
tificação dos microconstituintes 
que serão formados em função do 
resfriamento. O eixo das abcissas 
(eixo x) indica o tempo em escala 
logarítmica, enquanto que o eixo 
das ordenadas (eixo y) representa 
a temperatura. 
A ilustração ao lado apresenta 
o diagrama TTT para o aço ao 
carbono comum eutetóide, com 
0,76% de carbono. Observa-se 
neste que a temperatura crítica 
indicada pela linha tracejada su-
perior está a 727°C, ou seja, onde 
toda a perlita será austenitizada. 
As linhas na cor azul que formam 
um “cotovelo” indicam o início e 
o final da transformação das fa-
ses, que podem ser em perlita ou 
bainita. Já a linha tracejada Ms é 
o ponto no qual ocorre o início 
da transformação da martensita, 
seguida pela M50 e M90 que são os 
percentuais de martensita conse-
guidos neste tipo de resfriamento. 
Figura 36 - Diagrama TTT para um aço Eutetóide (0,76%C)
Fonte: MSPC Informações Técnicas (2009). 
Já a ilustração a seguir também representa o diagrama TTT de um aço 
eutetóide, porém nela estão destacados o início e o final da transforma-
ção de fases em função do resfriamento que o aço for submetido. No 
ponto A, que se encontra acima de 727 °C, toda a estrutura do aço está 
austenitizada, submete-se o mesmo a um resfriamento até o ponto B, 
mantendo-o nessa temperatura a fim de proporcionar a transformação 
isotérmica das fases. No ponto C, aproximadamente 1 segundo após o 
início do resfriamento, a estrutura inicia sua transformação em perlita, a 
qual se completará no ponto D.
Figura 35 - Possíveis transformações de fase da austenita em função do gradien-
te de resfriamento
Fonte: Callister (2002, p. 220).
56 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 37 - Diagrama TTT para aço Eutetóide (0,76%C), Transformação de ferro 
Υ para perlita.
Fonte: Callister (2002, p. 207). 
γ γ
γγ
γ γ
γ
Tempo (s)
Te
m
p
e
ra
tu
ra
 (
°C
)
1s 1min 1h 1 dia
1400
1200
1000
800
10
5
10
4
10
3
10
2
101
500
600
700
A
727°C
B
C
D
Austenita (Estável)
Temperatura
Eutetóide
Perlita GrosseiraFerrita
Perlita Fina
Transformação
Austenita -> Perlita
Demonstra a ocorrência
da Transformação
Te
m
p
e
ra
tu
ra
 (
°F
)
Fe C3
α
Nota-se a partir dos diagramas TTT que quanto mais para a esquerda o 
“cotovelo” estiver,maior será a severidade do meio refrigerante neces-
sária para a obtenção de uma estrutura mais dura. Por outro lado, em 
alguns tipos de aços ferramenta o “cotovelo” se encontra muito afastado 
para a direita, de modo que até mesmo um resfriamento ao ar permite 
que a estrutura martensítica seja conseguida. 
Tempo (s)
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (°
C)
Temperatura Eutetóide
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (°
F)
10
5
10
4
10
3
10
2
10110
-1
600
700
800
500
400
300
100
200
1400
1200
1000
800
600
400
200
Taxa de
resfriamento
crítico Martensita
(início)
Martensita
+
Perlita
Martensita Perlita
140°C/s
35°C/s
0
Figura 38 - Influência do Gradiente de Resfriamento na Formação da Estrutura Final 
em um Aço Eutetóide (0,76%C)
Fonte: Callister (2002, p. 216). 
É importante lembrar que a temperabilidade de um aço está intrinse-
camente ligada à sua composição.
Temperabilidade: capaci-
dade de um material ser 
endurecido por meio do 
tratamento térmico de 
têmpera. 
57MATERIAIS E ENSAIOS
Na ilustração a seguir é apresen-
tado um diagrama TTT no qual a 
curva de resfriamento lento cru-
za o início e o final da região de 
formação de perlita grosseira, a 
estrutura final é obtida. 
Figura 39 - Diagrama TTT para 
Recozimento Pleno
Fonte: Chiaverini (2002, p. 90).
C
en
tro
i
e
S
r
u
e
p
fíc
e
Te
m
p
e
ra
tu
ra
Ae3
Mi
Mf
Tempo, esc. log.
Curva de Resfriamento
PRODUTO: PERLITA (OU PERLITA E
FERRITA OU PERLITA E CEMENTITA)
 ▪ Recozimento isotérmico 
(cíclico)
Assim como no recozimento ple-
no, o aço é aquecido acima de sua 
temperatura crítica e nela mantido 
pelo tempo necessário para sua 
completa austenitização. O res-
friamento do recozimento isotér-
mico, contudo, diferencia-se do 
resfriamento do recozimento ple-
no. O aço é rapidamente resfria-
do a uma temperatura abaixo de 
sua zona crítica e, então, mantido 
até que ocorra a completa trans-
formação isotérmica dos cons-
tituintes. Em seguida poderá ser 
resfriado à temperatura ambiente. 
O resultado final, assim como no 
recozimento pleno, também será 
a formação de ferrita mais perlita 
ou perlita mais cementida, porém 
mais uniforme e refinada. O tem-
po ainda de recozimento poderá 
ser menor do que o anterior. 
SEÇÃO 4
Tratamentos térmicos
Os tratamentos térmicos envol-
vem o aquecimento do material 
acima de sua temperatura crítica 
e então um resfriamento contro-
lado. Pode ter tanto propósito de 
endurecer o aço quanto torná-lo 
mais dúctil. Os fatores predomi-
nantes na etapa de resfriamento 
são o tempo e o meio refrigerante 
aplicado.
Abaixo, são explicados os concei-
tos fundamentais de cada trata-
mento e seu objetivo.
Recozimento 
O tratamento térmico de recozi-
mento tem por objetivo melho-
rar as propriedades do aço con-
ferindo-lhe maior ductibilidade, 
menor dureza, maior facilidade 
de usinagem, etc. As estruturas 
conseguidas normalmente serão 
mais grosseiras, criadas durante o 
resfriamento lento, como a perlita 
grosseira. Os tipos de recozimen-
to podem ser quatro. Acompanhe!
 ▪ Recozimento pleno 
(recozimento total)
Aquece-se o material acima de sua 
temperatura crítica e nela é man-
tido até a completa solubilização 
do carbono e outros elementos 
na estrutura austenítica. O res-
friamento segue-se no interior do 
forno de forma lenta e controlada 
a fim de se obter constituintes de 
acordo com o diagrama de equilí-
brio ferro-carbono. 
A manutenção da temperatura do 
material para que ocorra a trans-
formação isotérmica pode ser 
conseguida em banhos de sais ou 
de chumbo fundido. 
Transformação isotérmica: trans-
formação que ocorre a uma tempe-
ratura constante. 
 ▪ Recozimento para alívio de 
tensões (subcrítico)
O aço é aquecido abaixo de sua 
temperatura crítica com o propó-
sito de aliviar as tensões criadas 
durante a solidificação ou trans-
formações mecânicas, como a es-
tampagem. 
 ▪ Esferoidização 
(coalescimento)
A esferoidização objetiva melho-
rar principalmente a usinabilidade 
e trabalhabilidade dos aços por 
meio de um processo que produz 
uma forma globular (esferoidal) 
de carboneto. Aplicado a aços 
de médio ou alto teor de carbo-
no (C). Em aços de baixo teor de 
carbono (C) o material esferoidi-
zado será muito mole e viscoso. 
Consiste no aquecimento do ma-
terial a uma temperatura ligeira-
mente inferior à zona crítica e 
nela ser mantido por um longo 
período, e então submetê-lo a um 
esfriamento lento e controlado. 
58 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 40 - Diagrama de Fases de um Aço Comum na Região Eutetóide, indicando 
as Temperaturas de alguns Tratamentos Térmicos 
Fonte: Callister (2002, p. 228). 
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
1000
900
800
700
600
Normalização
Recozimento Pleno
Te
m
p
e
ra
tu
ra
 (
°C
)
Te
m
p
e
ra
tu
ra
 (
°F
)
Esferoidização
Composição (%C)
A
1
A
3
A
cm
Normalização
Neste processo o material é aque-
cido acima de sua temperatura crí-
tica e então resfriado lentamente 
ao ar. Como resultado final, have-
rá uma grande recristalização dos 
grãos deixando o material mais 
dúctil e com menor dureza. Pro-
cesso aplicado em materiais que 
irão sofrer conformação plástica 
moderada ou profunda. 
A estrutura final obtida se dife-
rencia da conseguida pelo reco-
zimento pleno em função de ser 
mais refinada. É aplicada a peças 
laminadas ou forjadas, como tra-
tamento preliminar à têmpera, etc. 
Figura 41 - Curvas de Resfriamento 
para Normalização
Fonte: Chiaverini (2002, p. 97). 
Te
m
p
e
ra
tu
ra
Ae3
Mi
Mf
Tempo, esc. log.
Curva de Resfriamento
PRODUTO: PERLITA (OU PERLITA E
FERRITA OU PERLITA E CEMENTITA)
C
e
n
tro
Su
p
e
rfície
Têmpera
Da mesma forma que o recozi-
mento ou a normalização, o aço 
é aquecido acima de sua zona crí-
tica e mantido nela até a sua com-
pleta austenitização. O diferencial 
neste processo é a velocidade de 
resfriamento, que poderá ser de 
moderada a severa. O constituinte 
final obtido por têmpera é a mar-
tensita, e como já visto em seções 
anteriores, conferirá dureza e rigi-
dez ao aço.
O meio refrigerante pode ser: 
água, óleo ou banhos de sais ou 
metais fundidos e o gradiente de 
resfriamento será o responsável 
pela estrutura final formada e, 
consequentemente, sua dureza 
obtida. Materiais temperados exi-
bem alta dureza e baixa ductibili-
dade. O meio e o gradiente devem 
ser selecionados de acordo com o 
aço, a forma e as dimensões do 
produto a ser temperado. 
Figura 42 - Curvas de Resfriamento 
para Têmpera e Revenimento
Fonte: Chiaverini (2002, p. 99). 
Te
m
p
e
ra
tu
ra
Ae3
Mi
Mf
Tempo, esc. log.
Curva de Resfriamento
PRODUTO: MARTENSITA REVENIDA
C
e
n
tro
S
u
p
e
rfície
REVENIDO À
DUREZA DESEJADA
Transformação
Em peças temperadas, além da 
dureza superficial final obtida, 
ainda é controlada a profundida-
de da endurecibilidade. Esta, por 
sua vez, é uma consequência do 
teor de carbono (C) e/ou outros 
elementos de liga, da espessura 
da peça e do gradiente de resfria-
mento. 
Como consequência da têmpera, 
tensões internas inevitáveis se-
rão formadas no interior das pe-
ças temperadas, as quais poderão 
provocar desde empenamentos 
até trincas. Com o propósito de 
se atenuar esse inconveniente, 
aplica-se um novo tratamento tér-
mico que é o revenimento. 
 Revenimento
O propósito do revenimento é 
aliviar as tensões internas geradas 
durante a têmpera e acertar a du-
reza final pretendida, diminuindo 
assim sua fragilidade e aumentan-
do sua tenacidade. 
O processo é baseado no reaque-
cimento do aço a uma temperatu-
ra significativamente inferior à sua 
zona crítica e nesta mantê-lo por 
determinado período. No reaque-
cimento o carbono (C) retido nos 
retículos cristalinos da estrutura 
TCC recebe energia suficiente 
para se difundir e formar o Fe3C 
novamente.
59MATERIAIS E ENSAIOS
Como mencionado, além de ali-
viar as tensões criadas durante 
a têmpera, também proporcio-
nará a diminuição da dureza fi-
nal. Quanto maior for o tempo 
e a temperatura de revenimento, 
menorserá a dureza, como você 
pode observar:
Austêmpera
O tratamento térmico por aus-
têmpera, assim como o recozi-
mento, a normalização e a têmpe-
ra, necessita que toda a estrutura 
seja austenitizada. Em seguida, 
rapidamente a peça é resfriada até 
uma temperatura acima do início 
da transformação da martensita e 
nesta mantida até que toda reação 
isotérmica ocorra. O constituinte 
formado é a bainita. 
O diferencial da austêmpera em 
relação à têmpera é que pratica-
mente não necessita de um pós-
tratamento de alívio de tensões, 
uma vez que a completa rea-
ção de austenita em bainita gera 
muito menos concentrações de 
tensões internas, além de mini-
mizar consideravelmente a for-
mação de trincas no material. 
Martêmpera
A martêmpera é muito semelhan-
te à têmpera, diferenciando-se na 
forma do resfriamento final da 
peça. A estrutura formada será 
martensita uniforme. Obtêm-se, 
ainda, um controle dimensional 
melhor e menores geração de ten-
sões internas. 
A peça a ser temperada é aquecida 
acima de sua temperatura crítica e 
nesta mantida pelo tempo neces-
sário para sua completa austeniti-
zação. Em seguida, é rapidamente 
resfriada, normalmente em banho 
de óleo ou sais, até uma tempe-
ratura ligeiramente superior ao 
início da formação da martensi-
Figura 43 - Dureza Final em Função do Tempo e da Temperatura de Revenimento 
Fonte: Callister (2002, p. 220). 
Tempo (s)
10
5
10
4
10
3
10
2
10
1
70
65
60
55
50
45
40
35
30
D
u
re
za
 R
o
ck
w
e
ll
 H
R
C
1min 1h 1 dia
700
600
500
400
300
205°C (400°F)
315°C (600°F)
425°C (800°F)
535°C (1000°F)
D
u
re
za
 B
ri
n
e
ll
Figura 44 - Curva de Resfriamento para Austêmpera
Fonte: MSPC Informações Técnicas (2009). 
tempo (escala log)
transformação
bainita
austenita + bainita
au
ste
nit
a +
 pe
rli
ta
perlita
austenita
su
p
e
rf
íc
ie
ce
n
tr
o
°C
A
M1
Mr
Figura 45 - Curva de Resfriamento para Martêmpera
Fonte: MSPC Informações Técnicas (2009).
tempo (escala log)
transformação
bainita
austenita + bainita
au
ste
nit
a +
 pe
rli
ta
perlita
austenita
su
p
e
rf
íc
ie
ce
n
tr
o
°C
A
M1
Mr
bainita
revenido para a
dureza desejada
60 CURSOS TÉCNICOS SENAI
 ▪ Têmpera por chama
A superfície da peça é aquecida 
por uma chama de oxiacetileno 
até a temperatura de austenitiza-
ção do aço e então resfriada rapi-
damente por meio de um jato de 
água. Consegue-se assim a forma-
ção de uma estrutura martensítica 
somente na superfície do produ-
to, mantendo seu núcleo com as 
propriedades mecânicas originais. 
 ▪ Têmpera por indução 
O processo de endurecimento su-
perficial por têmpera por indução 
é muito semelhante ao por têmpe-
ra por chama. A diferença princi-
pal está na forma de aquecimento 
da peça que se dá por indução ele-
tromagnética, gerando um campo 
eletromagnético que induz um 
potencial elétrico na própria peça. 
 ▪ Têmpera por laser
Um feixe de laser é dirigido sobre 
a superfície da peça e assim con-
segue seu aquecimento localizado. 
O resfriamento ocorre através da 
própria condutibilidade térmica 
do material, o qual retira rapida-
mente esse calor. 
DICA 
Aços submetidos a um tra-
tamento de têmpera super-
ficial também requerem um 
revenimento posterior. 
ta e nesta mantida até que toda 
a temperatura seja equalizada ao 
longo de toda a seção. Por fim, o 
final do resfriamento se dá em um 
meio moderado. Diferentemente 
da austêmpera, a martêmpera re-
quer o processo de revenimento 
posterior. 
Patenteamento
O patenteamento é aplicado ge-
ralmente a arames e barras. Nes-
te processo o material também é 
austenitizado por completo e en-
tão submetido a um resfriamento 
contínuo, geralmente em banho 
de chumbo fundido, e mantido 
em uma temperatura aproximada 
de 510 a 540°C por alguns segun-
dos, formando uma estrutura per-
lítica refinada. 
 
A diferença deste processo em 
relação à austêmpera é que 
enquanto a austêmpera busca 
um resfriamento rápido para 
não interceptar o “cotovelo” 
dos diagramas TTT, o patente-
amento tem um resfriamento 
suficientemente lento para 
interceptá-lo. 
Têmpera subzero
Resfriamento de um aço a uma 
temperatura abaixo de zero du-
rante o tratamento térmico a fim 
de transformar a austenita retida 
em martensita. 
Endurecimento por pre-
cipitação (envelhecimento)
Este tipo de tratamento térmico 
é largamente aplicado a ligas de 
metais não ferrosos, como o co-
bre (Cu) e o alumínio (Al), além 
de algumas poucas ligas de aços. 
Em algumas ligas de não ferrosos 
o endurecimento por envelheci-
mento pode ocorrer de forma na-
tural à temperatura ambiente.
O material é mantido a uma tem-
peratura relativamente baixa por 
um longo período, o que ocasio-
nará a precipitação de componen-
tes ou fases da liga na forma de 
carbonetos e nitretos, por exem-
plo.
Têmpera superficial 
Em muitos casos pode ser inte-
ressante obter uma alta dureza 
somente na superfície do mate-
rial, mantendo o seu núcleo com 
alta ductibilidade e tenacidade. 
Algumas aplicações se fazem ne-
cessárias a essas propriedades, por 
exemplo, alguns tipos de eixos. 
Este tipo de têmpera permite, ain-
da, uma melhor precisão dimen-
sional de peças planas, menores 
riscos de aparecimento de fissu-
ras, possibilidade de endurecer so-
mente uma área específica, dentre 
outras vantagens. 
O tempo de aquecimento é muito 
curto, geralmente poucos segun-
dos, o que produz uma nítida su-
perfície entre a região endurecida 
e o restante da seção. 
61MATERIAIS E ENSAIOS
Boretação
Neste tratamento termoquímico é 
promovido o enriquecimento su-
perficial com boro (B). Promove 
alta resistência à abrasão superfi-
cial. 
Carbonitretação
Tanto o carbono (C) quanto o 
nitrogênio (N) enriquecem simul-
taneamente a superfície dos aços. 
Consegue-se alta resistência su-
perficial.
Cementação 
A camada superficial da peça é 
enriquecida com carbono (C). O 
procedimento exige que a peça 
seja aquecida e, então, resfriada em 
um meio carburante. A profundi-
dade de cementação é dependen-
te da temperatura de cementação. 
Ao final essas peças são subme-
tidas à têmpera. Promove-se alta 
dureza superficial sem a perda da 
resistência à fadiga, tenacidade e 
ductibilidade do núcleo. 
Nitretação
Promove-se o enriquecimento 
superficial com nitrogênio (N), 
que reagirá com o aço e seus ele-
mentos de liga formando nitretos 
complexos. É aplicado a produtos 
que requeiram alta resistência ao 
atrito. 
 ▪ Encruamento é o endureci-
mento causado pela deformação 
a frio do material na sua zona 
plástica. Quanto maior for o 
encruamento, maior será a resis-
tência que o material irá exibir. 
Forjamento, laminação a frio e 
trefilação são alguns dos proces-
sos de fabricação que melhoram 
as propriedades mecânicas do 
material pelo encruamento. 
O encruamento é decorrente da 
interação das discordâncias com 
barreiras que limitam sua movi-
mentação, como contornos de 
grão. 
Maleabilização
Tratamento térmico aplicado a 
ferros fundidos com o propósito 
de precipitar o carbono (C) retido 
na forma de carboneto em grafita. 
Como resultado, consegue-se um 
ferro fundido com maior maleabi-
lidade e menor fragilidade. 
SEÇÃO 5
Tratamentos 
termoquímicos
Os tratamentos termoquímicos 
são utilizados com o propósito de 
modificar a composição química 
de uma fina camada superficial 
dos aços e assim conseguir maior 
dureza superficial, menor abrasi-
vidade, menor atrito, maior po-
libilidade, dentre outras proprie-
dades, porém sem perder as suas 
propriedades mecânicas originais 
como ductibilidade, tenacidade, 
resistência à fadiga, etc. São exe-
cutados por meio da aplicação de 
calor em um meio apropriado.
Relembrando
Nesta unidade de ensino 
você aprendeu as caracte-
rísticas dos principais trata-
mentos térmicos e termo-
químicos aplicados aos aços. 
Conheceu os meios aplicados 
para os resfriamento e fi-
cou sabendo dos principais 
parâmetros que devem ser 
controlados durante um tra-
tamento térmico.
Na próxima unidade de estu-
do, descreveremos os ensaiosnecessários para o controle 
das propriedades mecânicas. 
Continue conosco!
Unidade de 
estudo 7
 
Seções de estudo 
Seção 1 – Introdução
Seção 2 – Ensaios de oficina 
Seção 3 – Ensaios não destrutivos
Seção 4 – Ensaios destrutivos
63MATERIAIS E ENSAIOS
SEÇÃO 1
Introdução
Durante muitos séculos a única 
forma de avaliar um produto era 
visualmente ou submetendo-o ao 
próprio uso, o resultado final nem 
sempre era positivo uma vez que 
o produto poderia quebrar já na 
primeira solicitação. Além de se-
gregar o material e deixar o clien-
te frustrado, ainda poderia causar 
graves acidentes. Imagine a bito-
la de um cabo de aço sendo de-
terminada pelo próprio uso, por 
exemplo, em um elevador cheio 
de pessoas. 
Com o desenvolvimento das ci-
ências e da indústria, ao longo 
das últimas décadas muitos mé-
todos foram desenvolvidos com 
o propósito de gerar informações 
confiáveis sobre os materiais en-
saiados e prever qual será sua res-
posta quando aplicados em nível 
industrial ou doméstico, ou ain-
da avaliar a própria peça acabada 
quanto à sua integridade física. 
A avaliação do produto final pas-
sou a ser obrigatório para deter-
minar se atende às rigorosas nor-
mas técnica de segurança, por 
exemplo, na indústria automo-
bilística e de aviação, bem como 
também os materiais que o com-
põem. Evitando dessa forma cus-
tos com retrabalho e até mesmo 
sucateamento de peças acabadas 
com defeitos decorrentes do uso 
de um material defeituoso. 
Mas, afinal, o que é “ensaio de 
materiais”?
Ensaios 
Ensaiar significa aplicar um 
material ou dispositivo a 
testes metodológicos deter-
minados em normas ou con-
venções e por fim comparar 
os resultados obtidos com va-
lores tabelados ou desejados. 
Esses ensaios podem ser realiza-
dos no próprio ambiente de tra-
balho ou em laboratórios equipa-
dos para tal, na própria peça ou 
em corpos de prova. Os ensaios 
não destrutivos realizados na pró-
pria peça não deixam marcas no 
produto, já os ensaios destrutivos 
realizados em corpos de prova 
normalmente danificam os mes-
mos, destruindo-os ou pelo me-
nos gerando deformações consi-
deráveis. 
O primeiro ensaio desenvolvido 
foi o visual, no qual o inspetor 
verificava a integridade do pro-
duto quanto a falhas, trincas e 
aparência. Este método, embora 
aplicado a quase totalidade dos 
produtos, não oferece garantias 
reais, pois avalia somente o que os 
olhos podem ver. Operadores mal 
treinados, cansados ou com defi-
ciência visual como daltonismo, 
podem considerar defeitos como 
descontinuidades, ou vice-versa. 
Norma técnica: é a ex-
pressão utilizada para 
designar procedimentos me-
todológicos padronizados que 
são seguidos em âmbito na-
cional ou mundial e ofere-
cem as especificações de 
materiais, métodos de aná-
lise e ensaios, simbologias, 
unidades de medida, etc. No 
Brasil algumas das normas 
seguidas são as publicadas 
pela Associação Brasileira 
de Normas Técnicas (ABNT), 
American Society for Testing 
and Materials (ASTM), den-
tre muitas outras. 
64 CURSOS TÉCNICOS SENAI
SEÇÃO 2
Ensaios de oficina 
Os ensaios de oficina têm por 
objetivo a determinação de algu-
mas propriedades do material de 
forma qualitativa e instantânea. 
Podem ser úteis para classificar 
diversos materiais quanto às suas 
durezas e composições de carbo-
no, bem como identificar mate-
riais pelo som emitido e sua co-
loração.
Por meio do ensaio de lima é pos-
sível determinar a dureza de um 
material em relação a outro, quan-
to mais mole for, mais fácil será o 
corte do cavaco. 
Figura 46 - Ensaio por Lima
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 12).de um 
veículo
Já pelo ensaio por centelha, de-
termina-se qual material possui 
maior teor de carbono. Aços com 
alto teor de carbono produzirão 
centelhas mais finas e azuladas, 
enquanto que as centelhas de aços 
com menos carbono serão mais 
grossas e laranjadas. 
Figura 47 - Ensaio por Centelha
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 12). 
 
Com o ensaio de dobramento, pode-se testar a capacidade de deforma-
ção de um material, sua resiliência e resistência à fadiga. Já pela colora-
ção, aparência da fratura, porosidade e acabamento superficial, pode-se 
identificar materiais como alumínio, cobre, ferro fundido, etc. 
Ainda, pode-se identificar o material de um dispositivo pelo som emiti-
do. O som emitido pelo ferro fundido é mais baixo e abafado, enquanto 
do aço mais alto, já do bronze é estridente (sino).
É importante lembrar que nenhum desses ensaios determina com precisão 
o material, sua composição e suas características mecânicas, porém 
podem ser muito úteis para propósitos de simples identificação.
SEÇÃO 3
Ensaios não destrutivos
Os ensaios não destrutivos podem ser aplicados diretamente na peça 
acabada sem que com isso comprometa sua integridade. Os resultados 
podem ser tão precisos quanto os métodos que forem aplicados. 
Ensaio por líquido penetrante
O ensaio por líquido penetrante é um dos ensaios mais antigos utili-
zados na determinação da existência de microfissuras na superfície da 
peça. Consiste na aplicação de um líquido que penetra nessas desconti-
nuidades superficiais e posteriormente é revelado com o auxílio de outro 
líquido ou luz ultravioleta.
65MATERIAIS E ENSAIOS
Este método surgiu nas oficinas 
de trens e tinha como objetivo 
inicial a identificação de trincas 
em peças de vagões e locomoti-
vas. Após a lavagem da peça com 
água fervente ou solução cáustica, 
ela era mergulhada em uma mis-
tura de óleo com querosene por 
diversas horas.
Em seguida, era retirada e seca. 
O estágio seguinte era pintá-las 
com giz mais álcool. Martelava-se 
então essas peças e se existissem 
trincas, o óleo que ali se alojou 
migrava para a superfície marcan-
do a camada branca de giz. 
O método de óleo e giz apresen-
tava muitos erros, pois não havia 
controle dos produtos utiliza-
dos (óleo, giz, querosene e álco-
ol), suas proporções, tempos e 
quantidade envolvidas. Somente 
algumas décadas depois da sua 
invenção foi aprimorado com o 
desenvolvimento de líquidos pe-
netrantes e reveladores padrões e 
confiáveis. 
Esta técnica pode ser aplicada em 
uma gama grande de materiais, 
como os metais ferrosos e não 
ferrosos, além de alguns políme-
ros e cerâmicas não porosas e 
pode identificar descontinuidades 
na ordem de até 0,001 mm de lar-
gura (não visível a olho nu).
Como limitação, destaca-se com 
um ensaio capaz de revelar so-
mente descontinuidades superfi-
ciais, não aplicável a peças muito 
porosas ou absorventes, e ainda 
para produtos que requeiram 
completa assepsia antes do seu 
uso, como peças para a indústria 
alimentícia. 
A técnica consiste em limpeza da 
peça e aplicação do líquido pene-
trante. Remove-se o excesso da 
superfície e em seguida é aplicado 
o revelador para identificação das 
trincas superficiais, em soldas, etc. 
Figura 48 - Ensaio por Líquido Penetrante: (A) Aplicação do Líquido Penetrante, (B) 
Limpeza, (C) Aplicação do Revelador e (D) Revelação das Trincas
Fonte: Andreucci (2008, p. 5). 
Ensaio por partícula magnética
Descontinuidades superficiais e subsuperficiais em materiais ferromag-
néticos podem ser reveladas em ensaio por partículas magnéticas. É um 
ensaio rápido e relativamente barato que pode ser aplicado tanto em 
peças semiacabadas quando prontas. 
Consiste em magnetizar a região que se deseja avaliar e sobre o cam-
po magnético formado aplicar partículas ferromagnéticas. As falhas no 
material gerarão um campo de fuga do fluxo eletromagnético e em con-
sequência irá ocorrer uma sobreposição dessas partículas nessa região. 
Após a inspeção a peça é desmagnetizada e feita a limpeza final. 
É bom esclarecer que as partículas utilizadas não são imãs, e sim so-
mente ferromagnéticas, ou seja, podem ser atraídas por imãs ou campos 
eletromagnéticos artificiais.
Embora simples, este ensaio pode ser aplicado somente a materiais mag-
netizáveis, como o aço e ligas ferrosas. 
Figura 49 - Campo de Fuga Eletromagnética
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 147). 
66 CURSOS TÉCNICOS SENAI
SEÇÃO 4
Ensaiosdestrutivos
Os ensaios destrutivos podem 
deixar desde pequenas marcas 
até ocasionar a destruição total 
do produto ou corpo de prova 
ensaiado. São aplicados segundo 
metodologia normatizada a fim 
de serem reproduzidos ou terem 
seus resultados comparados com 
valores tabelados. 
A seguir serão apresentados os 
principais ensaios destrutivos uti-
lizados na mecânica.
Ensaio de tração 
O ensaio de tração pode ser con-
siderado o mais importante entre 
os destrutivos, visto sua facilidade 
e rapidez de execução, reprodutivi-
dade dos resultados, aliado, ainda, 
a um baixo custo de execução. 
Este ensaio consiste em aplicar 
uma força longitudinal uniaxial 
a um corpo de prova, distribuí-
da uniformemente ao logo des-
te, promovendo sua deformação 
uniforme até que o limite máximo 
de resistência à tração no ponto 
de escoamento seja atingido. 
Corpo de prova: elemento 
construído segundo dimen-
sões e métodos de fabrica-
ção determinados em norma, 
possibilitando a comparação 
dos resultados, valores típicos 
da literatura. Uma das nor-
mas que especifica as dimen-
sões desses corpos de prova é 
a ASTM E-8.
Ensaio por ultrassom
As ondas sonoras se propagam com diferentes velocidades em cada 
meio material. No ar, por exemplo, o som se propaga a 340 m/s en-
quanto que no aço pode chegar a 5.900 m/s.
Utilizando esse princípio, o ensaio por ultrassom é capaz de identificar a exis-
tência de descontinuidades no interior da peça e indicar sua posição exata.
 
Figura 50 - Ensaio por Ultrassom 
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 161). 
Ensaio por radiologia industrial
O princípio radiológico aplicado para identificação de descontinuidades 
em materiais é o mesmo utilizado na medicina. Um feixe radiológico é 
direcionado para o material a ser analisado, produzindo uma imagem 
interna do material.
A imagem pode ser detectada em um filme especial ou diretamente so-
bre tubos de imagem acoplados a monitores ou computadores. A for-
mação da imagem é devido à alta sensibilidade de absorção da radiação 
pelo material em função de diferentes densidades, variações de espessura 
e composição do material. 
Em resumo, a radiologia industrial permite fazer uma fotografia interna 
da peça revelando os defeitos volumétricos existentes, como inclusões 
e vazios.
 
Figura 51 - Princípio de Radiologia 
Fonte: Andreucci (2008, p. 7). 
Material a ser inspecionado
Filme
Descontinuidade
radiação
Fonte
 
67MATERIAIS E ENSAIOS
Figura 52 - Máquina Universal De Tração
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 32). 
garras de fixação
do corpo de prova
cabeçote móvel
base fixa
unidades de 
controle
corpo de
prova
registrador
gráfico
 ▪ Tensão
Tensão (s) é a resistência interna de um corpo em relação a uma força 
externa (F) aplicada sobre uma seção transversal de área (So ):
 
σ = F 
 S0
 ▪ Deformação
Deformação ou alongamento (e) de um corpo de prova é a variação em 
uma de suas dimensões, como por exemplo o comprimento antes (Lo) e 
depois do esforço (Lf). 
A deformação será somente elástica ou também plástica de acordo com 
a força aplicada no corpo.
Figura 53 - Corpo de Prova Antes e Depois do Ensaio de Tração
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 19). 
corpo de prova antes do ensaio de tração
corpo de prova depois do ensaio de tração
Lf
Lo
O procedimento consiste em fixar 
o corpo de prova em um equipa-
mento conhecido como máquina 
universal de tração. Esta máqui-
na aplica um esforço uniaxial de 
tração sobre o material ensaiado 
em uma velocidade controlada e 
muito lenta. 
A máquina de tração possui dois 
cabeçotes acoplados, um fixo e 
outro que se locomove a uma ve-
locidade constante e controlada 
(causará a deformação do corpo 
de prova). O acionamento pode se 
dar por fuso ou de forma hidráu-
lica. A velocidade e a temperatura 
do ensaio são fatores que afetam 
consideravelmente os resultados. 
Durante todo o ensaio, sistemas 
de medida registram a defor-
mação que o material sofre em 
função da carga aplicada naquele 
exato instante. Tais aparelhos são 
dinamômetros e extensômetros. 
Com essas informações é possível 
construir o diagrama de tensão 
x deformação, com o qual o téc-
nico responsável pelo ensaio po-
derá determinar a máxima defor-
mação plástica do material e sua 
tensão correspondente, pontos 
de escoamento, módulo de rigi-
dez, máxima deformação e tensão 
suportada pelo material no ponto 
de ruptura, dentre outras infor-
mações de igual relevância. 
Antes de continuar a estudar o 
ensaio de tração e as proprieda-
des mecânicas possíveis de serem 
obtidas, é importante rever alguns 
conceitos. 
68 CURSOS TÉCNICOS SENAI
ε = Lf - Lo * 100
L0
DICA 
Verifique na prática os con-
ceitos de resistência à tração 
e deformação fazendo o se-
guinte experimento: pegue 
duas linhas de pesca, uma 
mais fina e outra mais gros-
sa. Amarre uma extremida-
de de cada em um suporte 
alto e na outra ponta pendu-
re dois pesos iguais, um em 
cada linha. Veja qual resiste 
mais e qual apresenta maior 
deformação. Após retirar a 
carga, ambas retornarão ao 
tamanho original? Verifique 
se houve somente defor-
mação elástica ou também 
ocorreu a deformação plás-
tica. 
 ▪ Diagrama tensão x defor-
mação 
O diagrama tensão x deformação 
é o resultado obtido no ensaio 
clássico de tração, a partir do qual 
é possível identificar informações 
como: 
Figura 54 - Diagrama Tensão Deformação Clássico 
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 28).
 
Limite de proporcionalidade/
Módulo de elasticidade: num 
primeiro momento o diagrama 
exibe uma característica line-
ar, que correspondente à região 
de deformação plástica sofrida 
pelo corpo de prova. Essa rela-
ção pode ser representada pela 
equação conhecida como lei de 
Hooke, a qual fornece a constante 
de proporcionalidade do material 
(E), também designada como mó-
dulo de elasticidade ou módulo de 
Young. 
σ = E.ε ou E = σ 
 ε
Quanto mais rígido for o material, 
maior será o seu módulo de elasti-
cidade e, por conseguinte, menor 
será sua deformação para uma 
dada tensão aplicada. É como um 
elástico mais duro, necessita-se 
aplicar mais força para deformá-
lo na mesma razão do que um 
elástico mais mole. 
As forças entre as ligações entre 
os átomos de um metal são as res-
ponsáveis pelo módulo de elas-
ticidade, e como essas são cons-
tantes, deste modo, o módulo de 
elasticidade é uma das proprieda-
des mais constantes dos metais. 
Porém, são afetadas pela tempera-
tura, adição de elementos de liga e 
processamentos térmicos. 
O ponto (A) do diagrama indica 
a máxima tensão que o material 
suporta sem sofrer deformações 
permanentes, ou seja, uma vez 
cessado o esforço aplicado sobre 
o material, o corpo retornará para 
seu tamanho inicial. A partir desse 
ponto inicia o escoamento do ma-
terial, o que caracteriza o começo 
da deformação permanente. 
DICA 
Lembre-se, a tensão (σ) é 
uma relação entre a for-
ça (F) aplicada sobre uma 
área de seção transversal 
(S0): σ=F/S0, ou seja, quanto 
maior a área do produto, 
maior será a força que ele 
suportará, pois rearranjan-
do a equação teremos: 
F=σ.S0. 
O material se comportará 
como uma mola dentro da 
sua região de proporciona-
lidade. 
69MATERIAIS E ENSAIOS
Tabela 7 - Módulo de Elasticidade de Alguns Materiais Metálicos À Temperatura 
Ambiente
Metal
Módulo de 
elasticidade 
(N/mm2)
Metal
Módulo de 
elasticidade 
(N/mm2)
Tungstênio (W) 343 Ouro (Au) 77
Ferro (Fe) 205 Alumínio (Al) 68
Cobre (Cu) 116 Chumbo (Pb) 17
Fonte: Souza (1982, p. 18).
Limite de resistência: Após o escoamento, a estrutura cristalográfica 
do material começa a encruar, e volta a exibir uma curva ascendente de 
limite de resistência à tração. O ponto máximo dessa curva, o ponto (B), 
é a máxima resistência que o material suportará. 
É um valor fácil de se obter e é utilizado para especificar materiais 
juntamente com outras propriedades mecânicas. Materiais frágeis que 
apresentam tensão de escoamento difícil de se determinar, como alguns 
ferros fundidos, tornam-se um critério válido para especificação dessesmateriais. 
Limite de ruptura: já o ponto (C) é limite de ruptura do material, no 
qual ocorre a fratura completa do corpo de prova. A tensão volta a cair 
a partir do ponto (B) até (C), pois haverá a estricção do material. E uma 
vez diminuindo a área, diminui a força que o mesmo suportará. 
Ensaio de compressão
O ensaio de compressão consiste em comprimir um corpo de prova 
entre duas placas que se aproximam a uma velocidade constante, con-
forme definido em normas técnicas. O resultado final será um gráfico 
de tensão x deformação muito semelhante ao ensaio obtido no ensaio 
de tração.
Embora forneça informações com as mesmas relevâncias encontradas 
na tração, este ensaio é pouco aplicado em metais, uma vez que o atrito 
entre as placas compressoras e o corpo de prova podem fornecer re-
sultados com erros significativos. Ainda pode ocorrer a flambagem do 
corpo de prova durante o ensaio. 
Materiais frágeis como o concreto têm suas propriedades determinadas 
por meio deste ensaio, visto que por possuir microfissuras em sua com-
posição, o ensaio de tração não se aplica a esse material, e também a sua 
aplicação será para suportar esforços compressivos como em pilares e 
vigas. 
Estricção: é a redução da 
área da seção transversal 
do corpo de prova na região que 
irá ocorrer a ruptura. Quanto 
mais dúctil for o material, maior 
será a redução de sua área. Ma-
teriais muito rígidos e frágeis 
exibirão pouca ou nenhuma es-
tricção antes da ruptura. 
70 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 55 - Ensaio de Compressão 
Fonte: NDTE Resource Center (2009). 
 
Materiais dúcteis, quando sob 
uma força compressiva, formarão 
um disco achatado. As informa-
ções da região elástica são as úni-
cas que poderão ser consideradas. 
Já para materiais frágeis, avalia-se 
sua resistência à compressão. 
Dureza
Esta propriedade característi-
ca dos materiais que expressam 
resistência a deformações plás-
ticas do sólido está diretamen-
te ligada à força das ligações 
atômicas. Pode ser definida de 
forma simples como sendo a re-
sistência ao risco ou à penetra-
ção de um material por outro. 
O termo dureza poderá apresen-
tar significados de acordo com a 
área que estiver sendo aplicado. 
Na mecânica, considera-se a resis-
tência à penetração de um mate-
rial duro em outro, na usinagem 
como sendo a resistência ao corte 
do material, na metalurgia é a re-
sistência ao desgaste após o mate-
rial sofrer um tratamento térmico, 
já para a mineralogia, é definido 
como sendo a resistência ao risco 
que um mineral oferece ao ser ris-
cado por outro.
 ▪ Dureza Mohs
A primeira escala de dureza criada 
foi a Mohs em 1812 pelo mine-
ralogista alemão Friedrich Mohs. 
O teste se baseia no fato de que 
cada mineral possui uma dureza 
característica que é capaz de riscar 
ou ser riscado por outro mineral.
É composta de uma escala de 1 a 
10. A escala 1 é dada ao talco que 
é o mineral menos duro, 2 para 
gipsita (gesso), 3 - calcita, 4 - flu-
orita, 5 - apatita, 6 - feldspato, 7 - 
quartzo, 8 - topázio, 9 - coríndon 
e safira, enquanto que a 10 é atri-
buída ao diamante que é o mate-
rial natural mais duro da natureza. 
Ela não corresponde à dureza ab-
soluta do material, uma vez que o 
diamante é cerca de 1.500 vezes 
mais duro do que o talco. 
Para metais essa escala não é con-
venientemente aplicada, pois os 
intervalos entre as graduações da 
escala são muito grandes. Um aço 
dúctil, por exemplo, pertence à 
mesma escala do que um aço tem-
perado, a escala 6. 
 ▪ Dureza Brinell
Este ensaio, criado pelo engenhei-
ro sueco Johan August Brinell em 
1900, passou a ser amplamente 
utilizado para definir a dureza de 
materiais metálicos, pois associa 
a carga aplicada à impressão dei-
xada na peça. É representado pe-
las letras HB, uma abreviatura de 
Hardness Brinell “dureza Brinell’. 
Consiste em comprimir lenta-
mente uma esfera de aço de diâ-
metro (D) sobre a superfície do 
metal aplicando uma carga (F). 
A impressão deixada após retirar 
essa carga será uma calota esférica 
de diâmetro (d). 
O valor da dureza é calculado 
conforme a seguinte equação:
O diâmetro da calota esférica im-
pressa na superfície é medida por 
meio de micrômetro ótico ou lupa 
graduada. Se a medida não for 
precisa, poderá afetar o resultado 
da dureza. 
Alguns materiais que não pos-
suem uma estrutura interna uni-
forme, como o ferro fundido 
cinzento, este é um método larga-
mente utilizado, pois abrange uma 
área maior de contato durante o 
ensaio. 
Materiais muito elásticos tam-
bém podem acusar uma dureza 
diferente da real, pois ao se reti-
rar a carga aplicada, a impressão 
deixada poderá ser comprimida 
fazendo-a aparecer menor do que 
realmente é. 
 ▪ Dureza Vickers
Este método difundido a partir de 
1925 leva o nome da Companhia 
Vickers-Armstrong Ltda que fa-
bricou os equipamentos para me-
dir este tipo de dureza. É simboli-
zado pelas letras HV de Hardness 
Vickers.
O identador (penetrador) é uma 
pirâmide de base quadrada com 
ângulo de 136° entre as faces 
opostas e fabricada de diamante. 
Do mesmo modo que a dureza 
Brinell, este método determina a 
dureza do material em função da 
força (F) aplicada e da impres-
são deixada no material calculada 
através das diagonais (d), sendo 
muito conveniente para chapas fi-
nas e materiais de baixa dureza, já 
que é possível controlar a carga.
HB = 2.F 
π.D(D-Ѵ̄ ˉ̄ ˉ̄ ˉ̄ ˉ D2-d2 )
71MATERIAIS E ENSAIOS
Embora o ensaio seja demorado 
e exija uma preparação cuidado-
sa do material a ser ensaiado, tem 
como vantagens deixar impres-
sões pequenas, apresentar gran-
de precisão de medidas, além da 
escala contemplar as durezas dos 
mais diversos materiais.
 ▪ Dureza Rockwell
É um dos métodos mais utiliza-
dos na indústria e laboratórios, 
pois fornece a leitura da dureza 
diretamente no próprio equipa-
mento de ensaio, evitando dessa 
forma erros operacionais, além de 
ser extremamente rápido e bara-
to. Sua indicação se dá pelas le-
tras HR de Hardness Rockwell e 
foi introduzido no ano de 1922.
Utiliza como identador esferas de 
aço de elevada dureza de diversos 
tamanhos ou cone de diamante 
com 120° de conicidade associa-
do com diferentes cargas. Assim, 
a dureza Rockwell sempre virá 
acompanhada de mais uma letra 
que indica as condições do ensaio. 
O ensaio aplica a carga em duas 
etapas, na primeira fase uma pré-
carga de 10 kgf (para ensaio Ro-
ckewell normal) ou de 3 kgf (para 
ensaio de dureza Rockwell super-
ficial) garante um contato firme 
entre o identador e o material. 
Em seguida, a carga principal é 
aplicada por um período de até 10 
segundos e então retirada. A pro-
fundidade de penetração indica 
a dureza do material pela leitura 
direta no próprio mostrador da 
máquina de ensaio. 
Figura 56 - Procedimento de Ensaio
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 88). 
Tabela 8 - Escala de Durezas Rockwell
Símbolo Penetrador Carga principal (kgf)
A Cone de diamante 60
B Esfera de 1/16” 100
C Cone de diamante 150
D Cone de diamante 100
E Esfera de 1/8” 100
F Esfera de 1/16” 60
G Esfera de 1/16” 150
H Esfera de 1/8” 60
K Esfera de 1/8” 150
L Esfera de ¼” 60
M Esfera de ¼” 100
P Esfera de ¼” 150
R Esfera de ½” 60
S Esfera de ½” 100
V Esfera de ½” 150
Fonte: ASTM E 18-03 (2003). 
HV = 1,8544.F 
 d2
72 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Tabela 9 - Escala de Durezas Rockwell Superficial
Símbolo Penetrador
Carga principal 
(kgf)
15N Cone de diamante 15
30N Cone de diamante 30
45N Cone de diamante 45
15T Esfera de 1/16” 15
30T Esfera de 1/16” 30
45T Esfera de 1/16” 45
15W Esfera de 1/8” 15
30W Esfera de 1/8” 30
45W Esfera de 1/8” 45
15X Esfera de ¼” 15
30X Esfera de ¼” 30
45X Esfera de ¼” 45
15Y Esfera de ½” 15
30Y Esfera de ½” 30
45Y Esfera de ½” 45
Fonte: ASTM E 18-03 (2003). 
A leitura da dureza Rockwell se dá da seguinte maneira: uma dureza de 
30 HRC equivale à dureza 30 na escala C que utiliza identador de dia-
mante e carga principal de 150 kgf. Já a escala 35 HR15N indica umadureza superficial de 35 na escala 15N, com cone de diamante com 15 
kgf de carga principal. 
 ▪ Dureza Knop
A dureza Knop (HK) é utilizada para microdurezas, em que um identa-
dor piramidal de diamante é pressionado contra a superfície. Este méto-
do é normatizado pela ASTM D1474. 
Figura 57 - Identadores para Ensaio de Dureza 
Fonte: Callister (2002, p. 95). 
ASTM: Standard Test 
Methods for Indentation 
Hardness of Organic 
Coatings. 
73MATERIAIS E ENSAIOS
 ▪ Dureza Shore
Este método foi desenvolvido 
pela empresa fabricante de instru-
mentos Albert F. Shore em 1920 e é 
largamente utilizado na média de 
dureza de polímeros, como borra-
chas e elastômeros. É normatiza-
do pela ASTM D 2240 (Standard 
Test Method for Rubber Property – 
Durometer Hardnes).
Uma vez que polímeros normal-
mente são muito elásticos e não 
mantêm a impressão do identador 
quando este é retirado, o método 
faz a leitura direta da dureza du-
rante o ensaio na escala adequada 
ao teste. Normalmente, a escala 
mais utilizada em plásticos macios 
é a A enquanto que para plásticos 
rígidos é a D. 
Ensaio de fadiga
A fadiga é uma fratura abrupta do 
material sob uma carga inferior à 
máxima suportada por este, quan-
do submetido a esforços cíclicos 
que são tensões que se repetem 
continuamente, normalmente ca-
racterizada por uma função senoi-
dal. 
Figura 58 - Tensão Cíclica
Fonte: Souza (1982, p. 110). 
A falha pode iniciar a partir de descontinuidades superficiais ou inter-
nas como trincas que se propagam aumentando seu tamanho devido ao 
esforço repetido aplicado ao material. Os ensaios de resistência à fadiga 
podem ser realizados de diversas maneiras, com destaque para os testes 
de torção, tração e compressão, flexão, dentre outros.
Como resultado, obtém-se o máximo de ciclos médios que um mate-
rial ou peça acabada podem suportar para uma dada tensão aplicada. 
Repetindo-se esse ensaio com diferentes tensões, é possível construir 
um gráfico que representa o número de ciclos suportados em função da 
tensão aplicada. 
Figura 59 - Curva Tensão X Número de Ciclos (Resistência À Fadiga)
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 112). 
74 CURSOS TÉCNICOS SENAI
A curva representa a máxima re-
sistência do material. Em S1 irá 
resistir somente N1 ciclos, já em 
uma tensão menor S3, irá resistir 
N3 ciclos. Diminuindo ainda mais 
a tensão aplicada até o limite de 
fadiga, o material não irá mais se 
romper.
DICA 
É possível ver na prática a fa-
diga de um material. Dobre 
um clips diversas vezes e ele 
irá quebrar por fadiga. 
A forma da peça final é determi-
nante para a resistência à fadiga. 
Cantos vivos, mudanças bruscas 
de espessura e encontro de pa-
redes são concentradores de ten-
sões e por esse motivo podem 
servir como iniciadores de falhas 
por fadiga. Ainda o meio que o 
produto é aplicado, bem como 
seus tratamentos térmicos e aca-
bamento superficial também afe-
tam sua resistência. 
Ensaio de dobramento 
e flexão
O ensaio consiste em aplicar uma 
força de flexão por meio de um 
cutelo no centro de um corpo 
de prova de seção cilíndrica, re-
tangular ou quadrada assentado 
sobre dois apoios a distância pre-
estabelecida a fim de dobrá-lo. 
A carga aplicada normalmente 
não é mensurada, somente as ca-
racterísticas finais da dobra são 
avaliadas. A geração de trincas ou 
mesmo fissuras no material indica 
que ele não passou no teste. Des-
se modo, pode ser considerado 
um resultado qualitativo somente 
e não quantitativo, pois não asso-
cia um valor numérico para o re-
sultado.
A escolha do tamanho do cutelo e a distância entre os apoios e o ângulo 
(a) vão indicar a severidade do ensaio. Quanto menores forem esses, 
mais severo será.
Figura 60 - Ensaio de Dobramento
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 58). 
Da mesma forma que os ensaios 
apresentados anteriormente, a ve-
locidade de dobramento e a tem-
peratura do corpo de prova são 
variáveis que devem ser controla-
das e seguidas conforme normas, 
pois afetarão o resultado final. Por 
exemplo, temperaturas mais altas 
proporcionarão uma maior duc-
tibilidade e, consequentemente, 
poderão mascarar os resultados 
desejados. 
 
DICA 
Com o auxílio de dois alica-
tes tente dobrar um arame 
galvanizado e avalie o re-
sultado na região da dobra, 
em seguida, repita o mesmo 
procedimento com outro 
pedaço desse arame, mas 
agora aquecendo a região 
a ser dobrada. Compare os 
resultados dos dois ensaios. 
O material na região aqueci-
da recristalizou tornando-se 
dúctil novamente. 
Enquanto o ensaio de dobramento 
avalia as características plásticas 
do material, o ensaio de flexão 
se destina à região elástica, 
aplicado normalmente a materiais 
frágeis como ferro fundido, 
concreto, alguns aços, além de 
produtos que estarão sujeitos 
a grandes esforços de flexão 
como um trampolim de piscina 
ou uma varra de salto em altura. 
O procedimento de ensaio poderá 
variar entre o apoio em duas 
pontas ou somente em uma. Como 
resultado, é possível obter a tensão 
de flexão, flexa máxima e módulo 
de elasticidade (E) do material. 
Ainda, com o auxílio de equações 
inerentes à resistência dos mate-
riais, é possível determinar o mo- 
mento fletor, o momento de inér- 
cia da barra em função de sua 
geometria, dentre outras propri-
edades. 
Ensaio de impacto
Neste ensaio o corpo de prova é 
submetido a uma força brusca e 
repentina, o que irá quebrá-lo ins-
tantaneamente. 
75MATERIAIS E ENSAIOS
DICA 
Imagine um tijolo sendo colocado cuidadosamente sobre uma mesa 
de vidro. Agora imagine esse mesmo tijolo sendo largado de uma al-
tura de dois metros sobre a mesa. O que acontecerá na primeira e 
na segunda situação?
Os materiais quando submetidos a esforços bruscos poderão apresen-
tar tanto fraturas frágeis quanto dúcteis, dependendo da temperatura, 
entalhe no corpo de prova e força aplicada. Por esse motivo, materiais 
que estarão sujeitos a impactos bruscos em seu funcionamento devem 
apresentar uma boa característica de absorção de impactos e vibrações, 
além de uma alta tenacidade.
Materiais frágeis não apresentam nenhuma ou pouca deformação antes 
de se romper. A fratura que apresenta um aspecto cristalino na região 
é definida como sendo a fratura frágil. Porém mesmo materiais dúcteis 
que apresentam aspecto fibroso na fratura podem se romper fragilmen-
te quando em situação específica, como a baixas temperaturas ou altas 
velocidades de ensaio.
O equipamento do teste é dotado de uma base para fixação e suporte do 
corpo de prova e um martelo que age como um pêndulo. As amostras 
preparadas são fixas na base da máquina e em seguida o pêndulo é libe-
rado. Ele adquire velocidade, que associada com o seu peso se resume 
em energia. A energia potencial (Ep) é convertida em energia cinética 
(Ec).
A diferença entre a energia potencial inicial (antes de o martelo ser sol-
to) e a residual após causar a fratura na amostra corresponde à energia 
gasta para romper o corpo de prova. O mostrador irá indicar apenas a 
diferença de altura inicia e final.
Figura 61 - Equipamento para Ensaio 
de Impacto
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 117). 
DICA 
Da física, energia potencial 
(Ep) é igual a massa (m) do 
corpo multiplicada pela ace-
leração da gravidade (g) e 
pela altura (h) Ep=m.g.h, e 
energia cinética (Ec) é igual a 
massa (m) multiplicada pela 
velocidade no instante de 
medida (v) ao quadrado di-
vidido por dois Ec=(m.v2)/2.
76 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Embora este ensaio seja ampla-
mente utilizado nas indústrias 
para avaliar propriedades mecâ-
nicas de um material, ele fornece 
valores qualitativos que servirão 
para comparar dois materiais di-
ferentes. Os valores, porém, não 
podem ser extrapolados para apli-
cações práticas, uma vez que nes-
tas a geometria, a espessura, bem 
como as demais características do 
corpo serão completamente dife-
rentes do corpo de prova ensaia-
do. 
Os corpos de prova utilizados nos 
ensaios são classificados em duas 
classes de acordo com o tipo de 
entalhe. Conforme ASTM E 23 
podem ser do tipo Charpy e Izod.
 ▪ Ensaiode impacto Charpy
Os corpos de prova do tipo Char-
py são subdivididos em mais três 
tipos (A, B e C). Caso a queda do 
martelo não provoque a sua com-
pleta ruptura, o ensaio deverá ser 
repetido com outro que apresente 
um entalhe maior.
A fixação na máquina de ensaio se 
dá pelas extremidades, e o entalhe 
está posicionado no centro, onde 
o martelo irá golpeá-lo pelo lado 
oposto deste.
Figura 62 - Corpos de Prova do Tipo Charpy
Fonte: ASTM E23-07ae1 (2007).
 ▪ Ensaio de Impacto Izod
O corpo de prova do tipo Izod utiliza um entalhe igual ao do tipo A do 
Charpy. Porém é localizado em posição não centralizada uma vez que o 
seu apoio na máquina se dará pelo lado maior. O golpe é deferido na 
face do entalhe.
 
Figura 63 - Corpo de Prova Tipo Izod
Fonte: ASTM E23-07ae1 (2007).
Figura 64 - Ensaios Charpy e Izod
Fonte: ASTM E23-07ae1 (2007).
Ensaio de fluência
A deformação plástica observada 
em um material quando está sujei-
to a um esforço constante abaixo 
do seu limite de escoamento (den-
tro da zona elástica) por um lon-
go período de tempo é definida 
como fluência. 
As movimentações das falhas in-
ternas da estrutura cristalina são 
as responsáveis pela deformação. 
Quando maior for a temperatura, 
mais afastados estarão os átomos 
e consequentemente maior será a 
facilidade de movimentação. 
77MATERIAIS E ENSAIOS
Diferentemente dos ensaios apre-
sentados anteriormente que são 
executados em um curto espaço 
de tempo, este poderá levar cen-
tenas ou até milhares de horas 
de teste. Por esse motivo, não é 
geralmente utilizado nas indús-
trias para caracterizar materiais 
que necessitem ser enviados ao 
cliente no menor tempo possível, 
e sim utilizado normalmente em 
centros de pesquisa e desenvolvi-
mento de materiais.
DICA 
Se você pendurar uma sacola 
plástica, dessas de mercado, 
com carga inferior à sua má-
xima resistência e deixá-la 
por certo tempo, verá que as 
alças esticaram e não mais 
retornarão ao seu tamanho 
original, mesmo que a carga 
seja retirada. 
Ensaio de torção
O ensaio de torção avalia as pro-
priedades mecânicas de um ma-
terial quando estiver sujeito a 
um esforço de torção, como por 
exemplo, um eixo de automóvel. 
Os procedimentos são relativa-
mente simples, porém envolvem 
cálculos de resistência dos mate-
riais de certa complexidade para 
chegar aos resultados. 
Os corpos de prova normalmen-
te são de seções circular cheia ou 
vazada. Geralmente não seguem 
normas específicas uma vez que 
se procura utilizar a própria peça a 
fim de avaliar seu comportamento 
em situações próximas às reais. 
A máquina de torção possui duas 
cabeças, uma giratória e outra li-
gada a um pêndulo que indica o 
valor do momento aplicado ao 
corpo de prova ensaiado.
Da mesma forma que os outros 
ensaios, a fratura resultante pode-
rá ser dúctil ou frágil, dependen-
do do material e das condições de 
ensaio. 
Como resultado, constrói-se um 
gráfico de tensão x deformação, 
a partir do qual podem ser avalia-
dos o momento de torção, o mó-
dulo de elasticidade transversal, 
o limite de proporcionalidade, o 
limite de escoamento, bem como 
a ductibilidade e tenacidade do 
material.
Ensaio de cisalhamento
Em aplicações mecânicas, a de-
terminação da propriedade de 
resistência ao cisalhamento deve 
ser executada com muito cuidado, 
pois o corte pode ser tanto deseja-
do quanto repugnado em algumas 
aplicações.
A estamparia normalmente en-
volve o corte de chapas ou outros 
perfis metálicos a fim de dar for-
ma aos produtos finais. Já em es-
truturas metálicas de uma cober-
tura, por exemplo, os parafusos 
também estarão sujeitos à força 
cisalhante e devem suportá-la, 
pois caso contrário esta se des-
mancharia. 
A resistência ao cisalhamento, que 
é a força resultante dos esforços 
cortantes, pode ser determinada 
por meio de ensaios nos próprios 
produtos acabados como, por 
exemplo, em pinos e parafusos. 
Cisalhar: significa cortar.
78 CURSOS TÉCNICOS SENAI
A tensão cisalhante é dada pela 
seguinte equação: 
TC = F 
 S
Sendo que a força (F) exercida so-
bre uma área (S) resulta na tensão 
de cisalhamento (TC). Quando 
existir mais de um elemento de 
área (S), soma-se todas as áreas.
Figura 65 - Exemplo de Dispositivo 
para Determinação da Resistência ao 
Cisalhamento de Pinos
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 51). 
DICA 
Você já deve ter reparado 
que armários e prateleiras 
são fixados nas paredes uti-
lizando parafusos resistentes 
e mais grossos. O que acon-
teceria se eles fossem fixa-
dos com parafusos finos? Já 
pensou no estrago que cau-
sariam? Observe que os pa-
rafusos estão sofrendo uma 
força cisalhante.
Ensaio de embutimento
Na estamparia, além do corte de 
chapas, também ocorre a confor-
mação destas em produtos acaba-
dos como lataria de automóveis, 
fogões, lavadoras e panelas.
Durante a estampagem o material 
é estirado (ocorre o afinamento da 
chapa) e estampado por um pun-
ção para dentro da matriz. A cha-
pa deve exibir grande ductibilida-
de, pois caso contrário o material 
rasgaria durante esse processo.
Este ensaio pode identificar pe-
quenas heterogeneidades que os 
ensaios de tração e dobramento, 
por exemplo, não acusariam. Es-
sas descontinuidades podem ser 
trincas, enrugamentos, textura 
rugosa, dentre outras. Materiais 
de lotes diferentes podem exibir 
características diferentes, mesmo 
sendo do mesmo fornecedor.
O ensaio é realizado por meio de 
um equipamento no qual é fixa-
da a chapa a ser estampada e, em 
seguida, por meio de um punção 
aplica-se a carga que irá abaular 
até rompê-la.
É um ensaio qualitativo que re-
produz de forma controlada as 
condições reais de conformação 
do produto. Dois tipos de proce-
dimentos são os mais usados, o 
Erichsen e o Olsen. 
 ▪ Ensaio Erichsen
Um punção esférico de diâmetro 
de 20 mm irá estampar a chapa até 
rompê-la, momento que pode ser 
acompanhado a olho nu ou ainda 
pelo estalo característico da rup-
tura. A propriedade determinada 
é o índice Erichsen, ou seja, a pro-
fundidade de estampagem (h) do 
copo formado durante o ensaio. 
Pode ainda ser avaliada por meio 
de um dinamômetro com carga 
necessária para atingir a ruptura 
da chapa.
Figura 66 - Índice Erichsen
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 68). 
A análise do copo formado indica 
como a chapa se comportará du-
rante a estampagem dos produtos 
finais, tanto em relação à aparên-
cia final quanto à qualidade.
 ▪ Ensaio Olsen
O procedimento de ensaio é mui-
to semelhante ao utilizado no en-
saio Erichsen, porém neste caso a 
chapa é cortada em discos com 76 
mm de diâmetro e o punção es-
férico tem diâmetro de 22,2 mm.
Por meio de um dinamômetro é 
avaliada qual é a carga necessária 
para deformar uma chapa até a 
sua ruptura, e assim avaliar entre 
dois materiais qual necessita de 
menos energia para sua confor-
mação. 
Figura 67 - Ensaio de Embutimento 
Olsen
Fonte: Cozaciuc (1996, p. 69). 
79MATERIAIS E ENSAIOS
Saiba mais
http://www.youtube.com/user/LMDMCETEC
http://www.infomet.com.br 
http://www.abal.org.br/
http://www.cimm.com.br 
http://www.cienciadosmateriais.org 
http://www.mspc.eng.br/ndx_ciemat0.shtml
http://www.matter.org.uk/ (em inglês)
http://www.steel.org (em inglês)
Sites com informações com propriedades mecânicas de materiais:
http://www.grantadesign.com (em inglês)
http://www.matweb.com (em inglês)
Relembrando
Nesta última unidade de es-
tudos você aprendeu que 
existem muitos ensaios que 
são utilizados para o contro-
le de propriedades das ligas 
metálicas e produtos acaba-
dos aplicados na indústria 
metal mecânica. Viu ainda 
que esses ensaios são classi-
ficados de acordo com a sua 
aplicação e marcas deixadas 
no produto ensaiado. Vale 
a pena conhecer mais sobre 
esse assunto, mesmo porque 
é importante SABER MAIS... 
81MATERIAIS E ENSAIOS
Finalizando
Prezado aluno, ao cursar esta unidade curricular de Materiais e Ensaios você teve a opor-
tunidade de conhecer a característica de diversos materiais, desde a sua estrutura química e 
ligações predominantes até os ensaios finaisaplicados para o controle de certas propriedades.
Na primeira unidade de estudo você reviu conceitos atômicos relacionando o tipo de ligação 
existente entre elementos químicos e as classes de materiais, além de aprender que os defeitos 
cristalinos existentes nas estruturas cristalográficas de metais podem ser favoráveis a obtenção 
de certas características. Em seguida foi lhe apresentado, na segunda unidade de estudo, as 
principais propriedades físicas, químicas e mecânicas dos materiais. 
A partir da terceira unidade, o estudo concentrou-se nas ligas metálicas. Nessa unidade, es-
pecificamente, você aprendeu sobre ligas metálicas ferrosas, seus microconstituintes e clas-
sificação destas em aço ao carbono comum, aços-liga, aços ferramenta, aços inoxidáveis e 
ferros fundidos. Na quarta unidade você conheceu as características dos metais não ferrosos 
mais utilizados na indústria metal mecânica, seja com o metal puro, liga ou elemento de liga 
para aços. 
A quinta unidade de estudo foi dedicada à descrição dos ensaios metalográficos, apresentando 
desde os procedimentos para preparação das amostras até os reagentes mais aplicados para o 
ataque químico de ligas ferrosas e de alguns metais não ferrosos. 
Já na sexta unidade de estudo você teve a oportunidade de conhecer os conceitos dos trata-
mentos térmicos e termoquímicos amplamente utilizados na indústria metal mecânica com o 
propósito de melhorar determinados aspectos do material. 
Por fim, a última unidade de estudo descreveu os ensaios necessários para o controle das 
propriedades mecânicas. Iniciou com ensaios simples de oficina, seguidos de ensaios mais 
complexos que não danificam a peça ensaiada (ensaios não destrutivos) e finalizou com o 
estudo dos ensaios destrutivos.
Agora, ao concluir estes estudos, você está em condições de compreender que determinadas 
respostas de um material solicitado mecanicamente são, na verdade, consequências de sua es-
trutura cristalina, composição de liga e tratamentos térmicos aos quais foi submetido. Sendo 
assim, esta unidade curricular é imprescindível para a completa compreensão do curso que 
você está se dedicando. Portanto, se estiver com dúvidas sobre algum dos conceitos apresen-
tados aqui, retome o estudo deste material.
 
Bom estudo nas próximas unidades! 
Referências
83MATERIAIS E ENSAIOS
 ▪ ANDREUCCI, R. Ensaios por líquidos penetrantes. São Paulo: Associação Brasilei-
ra de Ensaios Não Destrutivos e Inspeção, 2008. Apostila para download. Disponível em: 
<http://www.abende.org.br/down2/apostilalp.pdf>. Acesso em: 07 set. 2009.
 ▪ ASHBY, M. F.; JONES, D. R. H. Engineering materials 1: an introduction to properties, applica-
tions and design. Burlington, MA: Elsevier, 2005. 424 p. 
 ▪ ASM INTERNACIONAL. Metallography and microstructures. Cleveland, 2004. v.9 
 ▪ ASTM INTERNACIONAL. ASTM E 8 – 04: standard test methods for tension testing of 
metallic materials. West Conshohocken, 2008. 
 ▪ ______. ASTM E 18 – 03: standard test methods for rockwell hardness and rockwell superficial 
hardness of metallic materials. West Conshohocken, 2003. 
 ▪ ______. ASTM E23-07ae1: standard test methods for notched bar impact testing of metallic mate-
rials. West Conshohocken, 2007. 
 ▪ CALLISTER, W. D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 5. ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2002. 589 p. 
 ▪ CENTRO TECNOLÓGICO DE MINAS GERAIS (CETEC). LABORATÓRIO DE 
MATERIAL DIDÁTICO MULTIMÍDIA. Ciência dos materiais multimídia. Dispo-
nível em: <http://www.cienciadosmateriais.org>. Acesso em: 01 jul. 2009. 
 ▪ CHIAVERINI, V. Aços e ferros fundidos: características gerais, tratamentos térmicos, 
principais tipos. 7. ed. São Paulo: ABMM, 2002. 599 p. 
 ▪ CENTRO DE INFORMAÇÃO METAL MECÂNICA. Material didático: aços ferra-
menta. Disponível em: <http://www.cimm.com.br/portal/noticia/index_geral/?src=/
material/acos_ferramentas>. Acesso em: 01 jul. 2009.
 ▪ COZACIUC, I. Mecânica: ensaios de materiais. São Paulo: Globo, 1996. 208 p. (Tele-
curso 2000. Profissionalizante). 
 ▪ INDUSTRY PLAYER. Business simulation game. 2009. Disponível em: <http://www.in-
dustryplayer.com/licenceinfo.php?licid=000008>. Acesso em: 10 jul. 2009.
 ▪ MOCELLIN, F. et al. Study of the machinability of compacted graphite iron for drilling process. Rio 
de Janeiro, J. Braz. Soc. Mech. Sci. & Eng., v. 26, n. 1, jan./mar. 2004.
 ▪ MSPC Informações Técnicas. Ferros & aços. Disponível em: <http://www.mspc.eng.
br/ndx_ciemat0.shtml>. Acesso em: 01 jul. 2009.
 ▪ NDT Resource Center. Introduction to materials and processes. Disponível em: <http://www.
ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/cc_mat_index.htm>. 
Acesso em: 01 jul. 2009.
84 CURSOS TÉCNICOS SENAI
 ▪ PADILHA, A. F. Técnicas de análise microestrutural. São Paulo: Hemus, 2004. 190 p.
 ▪ PANORAMIO. 2009. Disponível em: <http://www.panoramio.com/photo/11393161>. 
Acesso em: 05 jul. 2009.
 ▪ PORTAL da Usinagem. Disponível em: <http://portaldausinagem.com/page17.php>. Aces-
so em: 01 jul. 2009.
 ▪ SOUZA, S. A. de. Ensaios mecânicos de materiais metálicos: fundamentos teóricos e prá-
ticos. 5. ed. São Paulo: Edgard Blücher, 1982. 286 p. 
 ▪ STEEL Production (Processes & Products). HSC geography case study. Disponível em: <http://www.
aiw.org.au/resources/geographyhsc/hscflowchart.htm>. Acesso em: 01 jul. 2009.
 ▪ TECLAGO. Disponível em: <http://www.teclago.com.br>. Acesso em: 01 jul. 2009.
 ▪ VAN VLACK, L. H. Princípios de ciência e tecnologia dos materiais. Rio de Janeiro: 
Campus, 1984. 567 p. 
85MATERIAIS E ENSAIOS
Anexo 1
Abreviaturas
 ▪ ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas 
 ▪ AISI: American Iron and Steel Institute (Instituto Americano de Ferro e Aço)
 ▪ ASM: American Society Metallurgy (Sociedade Americana de Metalurgia)
 ▪ ASTM: American Society for Testing and Materials (Sociedade Americana para Testes e Materiais)
 ▪ DIN: Deutsches Institut für Normung (Instituto Alemão para Normatização)
 ▪ ISO: International Organization for Standardization (Organização Internacional de Padronização)
 ▪ JIS: Japanese Industrial Standards (Normas Industriais Japonesas)
 ▪ SAE: Society of Automotive Engineers (Sociedade dos Engenheiros Automotivos)
 ▪ UNS: Unified Numbering System (Sistema de Numeração Unificada)
87MATERIAIS E ENSAIOS
Anexo 2
Tabela 10 - Elementos Químicos: Símbolo, Densidade e Ponto de Fusão
Símbolo Elemento Densidade (g/cm3) Ponto de fusão (°C)
Ag Prata 10,49 962
Al Alumínio 2,71 660,4
Ar Argônio - -189,2
Au Ouro 19,32 1.064
B Boro 2,34 2.300
C Carbono 2,25 Sublima a 3.367
Cr Cromo 7,19 1.875
Cu Cobre 8,94 1.085
Fe Ferro 7,87 1.538
H Hidrogênio - -259
Mg Magnésio 1,74 649
Mn Manganês 7,44 1.244
Mo Molibdênio 10,22 2.617
N Nitrogênio - -209,9
Nb Nióbio 8,57 2.468
Ni Níquel 8,90 1.455
O Oxigênio - -218,4
P Fósforo 1,82 44,1
Pb Chumbo 11,35 327
Pt Platina 21,45 1.772
S Enxofre 2,07 113
Sb Antimônio 6,69 631
Si Silício 2,33 1.410
Sn Estanho 7,17 232
Ta Tântalo 16,650 3.107
Ti Titânio 4,51 1.668
V Vanádio 6,10 1.890
W Tungstênio 19,30 3.410
Zn Zinco 7,13 420
Fonte: Callister (2002). 
	07.materiaisensaios