apostila trat termico-email

8/4/2019 Apostila Trat Termico-Email

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GOVERNO DO ESTADO DO RIO DE JANEIROSECRETARIA DE ESTADO DE CINCIA E TECNOLOGIAFUNDAO DE APOIO ESCOLA TCNICA - FAETEC

ETEFEVESCOLA TCNICA ESTADUAL FERREIRA VIANA

Rua General Canabarro, 291 Maracan - CEP 20271-200TEL: 2569-0224 TELEFAX: 2569-6927

Curso Tcnico de Mecnica Tecnologia dos Materiais I

TRATAMENTOS TRMICOS ETERMOQUMICOS DE AOS

Introduo

As propriedades mecnicas, bem como odesempenho em servio, de um metal e emespecial das ligas metlicas dependem da suacomposio qumica, da estrutura cristalina,

do histrico de processamento e dostratamentos trmicos realizados. De formasimplificada os tratamentos trmicos podemser descritos como ciclos de aquecimento eresfriamento controlados em um materialmetlico (metal ou liga) que causammodificaes na microestrutura do mesmo.Essas modificaes tm por conseqnciaalteraes nas propriedades mecnicas e no

comportamento em servio.Os tratamentos trmicos podem ser

definidos como sendo um conjunto deoperaes fsicas realizadas no estado slidoque compreendem aquecimento, permannciaem determinadas temperaturas e resfriamento,realizados com a finalidade de conferir ao aodeterminadas caractersticas.

Os tratamentos trmicos tm comofinalidade: alterar as microestruturas domaterial e como conseqncia aspropriedades mecnicas do material tratado.

So objetivos dos tratamentostrmicos:

Remoo de tenses internas;

Aumento ou diminuio da dureza;

Aumento da resistncia mecnica;

Melhora da ductilidade; Melhora da usinabilidade;

Melhora da resistncia ao desgaste;

Melhora da resistncia corroso;

Melhora da resistncia ao calor;

Melhora das propriedades eltricas emagnticas.

Fig.01: Influncia dos tratamentos trmicos nas

propriedades mecnicas de um ao ABNT 1040.

comum verificar-se que a melhoraem uma ou mais propriedades, mediante umdeterminado tratamento trmico, conseguidacom prejuzo de outras. Por exemplo, quandose procura aumentar a dureza e a resistnciamecnica de um determinado ao, obtm-sesimultaneamente a diminuio da ductilidadedesse mesmo ao. Assim sendo, necessrioque o tratamento trmico seja aplicado deforma criteriosa para que se alcance o objetivoestabelecido.

Os tratamentos trmicos normais,correspondentes s operaes deaquecimento e resfriamento, modificamapenas a microestruturas dos materiaistratados, no alterando a sua composioqumica.

Fatoresque influenciam os tratamentostrmicos

So os seguintes os principais fatores queexercem influncia sobre a realizao dotratamento trmico de um ao: composio qumica do ao tratado; geometria da pea a ser tratada;

temperatura de aquecimento; tempo de permanncia na

temperatura de aquecimento; meio de resfriamento;


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Tratamentos Trmicos e Termoqumicos 2

atmosfera do forno de tratamento.

Composio qumica do ao tratado - Acomposio qumica do ao tratado exercegrande influncia sobre a posio das curvasTTT e, conseqentemente, sobre todo o

processo de tratamento ao qual o materialser submetido.

Geometria da pea a ser tratada - ageometria da pea a ser tratada deve sersempre considerada, pois durante a realizaodo tratamento trmico comum o surgimentode empenos e trincas na pea. A anlise e oestudo da geometria da pea minimizam apossibilidade de desvios dimensionais que

potencialmente podem inviabilizar uma peatermicamente tratada.

Temperatura de aquecimento - Atemperatura de aquecimento normalmentedeve ser escolhida como uma temperaturaacima da faixa de temperatura que promove aaustenitizao (recristalizao) do material.Esta temperatura conhecida comotemperatura de austenitizao ou comotemperatura crtica. Para os aos

hipoeutetides a austenitizao ocorre entreas linhas A1 e A3 e para os aoshipereutetides entre as linhas A1 e Acm. achamada zona crtica. Para os aoshipoeutetides a temperatura de tratamentonormalmente se situa acima da linha A3 epara os aos hipereutetides acima da linhaA1 e abaixo da linha Acm (para evitar oexcessivo aumento do tamanho do groaustentico).

Fig. 02: Temperatura de tratamento trmico para osaos.

Geralmente a austenita o ponto departida para as transformaes posterioresdesejadas. Quanto mais alta for a temperaturaem relao zona crtica, maior ser agarantia da completa austenitizao do ao,

maior ser o tamanho de gro do ao, e otamanho de gro exerce grande influncia naspropriedades mecnicas dos aos.

Fig.03: Influncia do tamanho de gro nas propriedadesmecnicas dos aos.

A temperatura de aquecimentodepende da composio do ao tratado.Quanto mais alta esta temperatura for acima

da zona crtica, maior ser a garantia dedissoluo de carbonetos na austenita e maiora garantia da obteno das modificaes naspropriedades do material provenientes detratamento trmico.

Tempo de permanncia natemperatura de aquecimento - a influncia dotempo de permanncia temperatura detratamento idntica influncia da mxima

temperatura de aquecimento, ou seja, o tempode aquecimento deve ser suficiente para queas peas se aqueam de modo uniforme,porm sem ocasionar crescimento excessivodo gro austentico.

Meio de resfriamento - o meio deresfriamento exerce a principal influncia nostratamentos trmicos dos aos. Dessa forma a

escolha do meio de resfriamento fundamental no processo de tratamentotrmico de uma pea de ao. Contudo ageometria da pea pode levar necessidade


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de escolha de meios de resfriamento queinibam empenos, mas que no sejam os maisindicados para as modificaes desejadas.Nessa situao procura-se uma novacomposio qumica do ao que possibilite um

meio de resfriamento menos severo e quepossibilite as modificaes desejadas namicroestrutura.

Principais meios de resfriamentoutilizados: ambiente do forno (+ brando); ar parado; ar em movimento; banho de sais ou metal fundido; leo; gua; solues aquosas de NaOH, Na2CO3 ou

NaCl (+ severos).

Na escolha do meio de resfriamentoda pea tratada deve-se considerar:

severidade do meio de resfriamento;

estrutura final desejada; seo e forma da pea; circulao do meio de resfriamento ou

agitao da pea no interior deste.

Atmosfera do forno de tratamento -atmosferas comuns em fornos de tratamentotrmico podem ocasionar nos aos ofenmeno da descarbonetao. Adescarbonetao surge no ao porque ocarbono se oxida muito mais rapidamente doque o ferro e como produto da oxidao perdido na forma de gs (CO ou CH4), adescarbonetao altera a composio qumicada camada superfcial do ao tornando-apobre em carbono e conseqentemente commenor dureza. Os agentes descarbonetantesmais comuns so o oxignio e o hidrognio,segundo as seguintes reaes:

2C + O2 = 2CO

C + 2H2 = CH4

A descarbonetao evitada com ouso de uma atmosfera protetora no interior doforno.

Tratamentos Trmicos Usuais dos Aos

So os seguintes os tratamentos trmicosmais usuais nos aos: recozimento; normalizao; tmpera; revenido; coalescimento; tratamentos isotrmicos:

- austmpera;- martmpera.

RECOZIMENTO o tratamento trmicorealizado com o objetivo de alcanar um ouvrios dos seguintes objetivos:

remover tenses oriundas detratamentos mecnicos frio;

diminuir a dureza; alterar as propriedades mecnicas

como resistncia, ductilidade,usinabilidade, etc.; ajustar o tamanho de gro; regularizar a textura bruta de fuso; eliminar os efeitos de tratamentos

trmicos anteriores.

Existem dois tipos de recozimento: recozimento pleno; recozimento para alvio de tenses.

Recozimento pleno - constitui no aquecimentodo ao acima da zona crtica, durante o temponecessrio e suficiente para se ter soluo docarbono ou dos elementos de liga no ferrogama, seguindo de um resfriamento lento,realizado ou mediante o controle davelocidade de resfriamento do forno oudesligado-se o mesmo e deixando que o ao

resfrie ao mesmo tempo que ele.A temperatura para recozimento pleno demais ou menos 50C acima do limite superiorda zona crtica - linha A3 - para aos


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hipoeutetides e acima do limite inferior - linhaA1 - para os hipereutetides. Osmicroconstituintes que resultam dorecozimento pleno so: perlita e ferrita paraaos hipoeutetides, cementita e perlita para

aos hipereutetodes e perlita para os aoseutetides.

Fig.04: Recozimento pleno

Fig.05: Exemplo de aplicao do recozimento,fabricao de cartuchos de armamento.

Recozimento para alvio de tenses - consisteno aquecimento do ao a temperaturas abaixodo limite inferior da zona crtica, sem que

ocorra austenitizao do ao. O objetivo aliviar as tenses internas originadas durantea deformaes mecnicas frio. Essastenses comeam a ser aliviadas atemperaturas logo acima da ambiente;

entretanto, aconselhvel aquecimento lentoat pelo menos 500 C para garantir osmelhores resultados. De qualquer modo, atemperatura de aquecimento deve ser amnima compatvel com o tipo e as condiesda pea, para que no se modifique suaestrutura interna, para que no ocorramempenos, assim como no se produzamalteraes sensveis de suas propriedadesmecnicas.

NORMALIZAO - Consiste no aquecimentodo ao a uma temperatura acima da zonacrtica, seguindo de resfriamento no ar. Paraos aos hipoeutetides, pode-se admitir que atemperatura de aquecimento ultrapasse alinha A3 e para os hipereutetides a linhaAcm.

A normalizao visa refinar a

granulao grosseira de peas de ao fundido,laminado ou forjado. A normalizao aindausada como tratamento preliminar tmpera eao revenido, justamente para produzirestrutura mais uniforme.

Fig.06: Normalizao

TMPERA - Consiste no resfriamento rpidodo ao de uma temperatura superior suatemperatura crtica em um meio como leo,


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gua, salmoura ou mesmo ar. A velocidade deresfriamento, nessas condies, depender dotipo de ao, da forma e da geometria daspeas.

Como na tmpera o constituinte finaldesejado a martensita, o objetivo dessaoperao, sob o ponto de vista depropriedades mecnicas, o aumento dadureza que deve verificar-se at umadeterminada profundidade.

Resultam tambm da tmperareduo da ductilidade (baixos valores dealongamento e estrico), da tenacidade e o

aparecimento de apreciveis tenses internas.Tais inconvenientes so atenuados oueliminados pelo revenido.

Para que a tmpera seja bemsucedida a velocidade de esfriamento deveser tal que impea a transformao daaustenita nas temperaturas mais elevadas, emqualquer parte da pea que se deseja

endurecer. A seo da pea exerce grandeinfluncia sobre a velocidade de resfriamentoporque pode determinar diferenas deresfriamento entre o centro e a superfcie dapea.

Em peas pequenas ou de pequenaespessura, essa diferena desprezvel. Omesmo no ocorre com peas de grandesdimenses, no centro da pea a velocidade deresfriamento menor do que na superfcie,resultando transformaes mistas e no umaestrutura totalmente martenstica. Essasituao pode no ocorrer se o ao possuir umteor de carbono suficientemente alto quepossibilite o surgimento de uma estruturamartenstica no centro da pea, pois amartensita tem sua formao facilitada com oaumento do teor de carbono do ao.

Fig.07: Influncia do teor de carbono do ao naformao de martensita.

Fig.08: Tmpera: esquemas de aquecimento e deresfriamento.

TMPERA SUPERFICIAL - Aquecimentosuperficial com a utilizao do processo detmpera superficial um processo queconsiste basicamente no aquecimento rpido

acima da temperatura crtica de uma finacamada superficial da pea, seguida de umresfriamento rpido. Como conseqnciadeste tratamento toda a microestrutura que foi


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austenitizada se transforma em martensita.Como o aquecimento produz apenas umapequena camada austenitizada, somente elaser endurecida, ficando o restante da peacom a dureza original.

Como resultado tem-se uma camadasuperficial de dureza elevada, correspondenteao teor de carbono original do ao e umncleo dctil e tenaz.. Para que se consigaobter esta fina camada endurecida necessrio que a fonte de calor produza umaquecimento rpido, impedindo oaquecimento do restante da pea porconduo do calor em direo ao ncleo.

Os principais motivos da utilizao doendurecimento superficial so:

o tamanho da peas que torna difcil autilizao de processos convencionais detmpera;

quando o endurecimento deve ser seletivo,isto , quando temos a necessidade detemperar apenas algumas reas que sero

submetidas ao desgaste;quando se requer preciso dimensional

que no pode ser conseguida por outrosmtodos;

quando se deseja utilizar materiais debaixo custo em peas de solicitaomenos severa.

So dois os processos mais utilizados parase atingir este objetivo:

tmpera por chama e tmpera por induo.

Tmpera por chama: neste processo aquece-se rapidamente, acima da temperatura crtica,a superfcie a ser endurecida, por intermdiode uma chama de oxiacetileno, seguindo-seum jato de gua, em forma de borrifo, de

modo a produzir uma camada endurecida ata profundidade desejada.

Fig.09: Aparato para tmpera por chama.

Fig.10: Tmpera por chama.

Tmpera por induo: O calor para aqueceruma pea pode ser gerado na prpria peapor induo eletromagntica. Assim se umacorrente alternada flui atravs de um indutorou bobina de trabalho, estabelece-se nesta umcampo eletromagntico altamenteconcentrado, o qual induz um potencialeltrico na pea a ser aquecida envolvida pelabobina e, como a pea representa um circuitofechado, a voltagem induzida provoca o fluxode corrente. A resistncia da pea ao fluxo da

corrente induzida causa o aquecimento.

Fig.11: Tmpera por induo.


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REVENIDO - Conforme visto anteriormente, amartensita a estrutura bsica formada noprocesso de tmpera, que tem como resultadoum expressivo aumento da dureza do ao.Em razo das posies das linhas de incio e

de fim da transformao da martensita (Mi eMf no diagrama TTT), h necessidade de umrpido resfriamento para que ela ocorra.

Considerando a inrcia trmica dometal e a rapidez do resfriamento, conclui-seque a velocidade de resfriamento no se d demaneira uniforme. Quanto mais prximo domeio de resfriamento, maior a velocidade.Assim, h duas curvas extremas, uma para a

superfcie e outra para a regio central.A dureza da martensita e as tensesresultantes das diferenas estruturaisprovocadas pelas diferentes velocidades deresfriamento resultam em um materialbastante duro, mas frgil e com reaispossibilidades de trincas ou deformaes, adepender do nvel dessas tenses.

Em peas de pequenas dimenses ou

sees, esses efeitos podem ser algumasvezes tolerados, mas so bastante prejudiciaisou inaceitveis na maioria dos casos.O revenido ento um tratamento posterior tmpera, que consiste em elevar atemperatura at certo nvel e manter poralgum tempo, conforme a Figura 12.

Fig.12: Curvas de revenido.

O resultado do revenido um alviodas tenses internas e reduo da dureza,

tanto maior quanto maiores a temperatura e otempo de revenido.

Pode-se dizer, portanto, que aoperao de revenido ajusta a dureza

desejada da pea. Se a dureza diminui, aductilidade aumenta e, por conseqncia, aresistncia ao impacto.

Fig.13: Variao de propriedades mecnicas em funoda temperatura de revenido.

COALESCIMENTO (ESFEROIDIZAO) - Oprocesso de coalescimento ou deesferoidizao utilizado para aos comteores superiores a 0,5% de carbono, masprincipalmente para aos hipereutetides.Quando se deseja fazer um processo deusinagem ou de conformao de uma pea, orecozimento poder no baixar a dureza osuficiente para que a tarefa seja executada.Este problema acontece principalmente emaos com elevados teores de elementos deliga e elevado teor de carbono. Para este tipo

de ao uma estrutura formada por perlita ecementita apresentar uma dureza muito altae a nica alternativa ser o processo deesferoidizao.

O tratamento trmico deesferoidizao pode ser feito de duasmaneiras: Aquecendo-se o ao at uma

temperatura logo abaixo da temperatura

eutetide, permanecendo-se nestatemperatura por um tempo que varia deoito a vinte horas, com resfriamentoposterior ao ar.


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Fig.14: Esferoidizao com aquecimento abaixo dazona crtica.

Austenitizar o material, fazer umresfriamento at uma temperatura logoabaixo da temperatura eutetide,mantendo-se nesta temperatura por um

tempo entre oito e vinte horas eresfriamento ao ar. Este tratamentotambm pode ser efetuado variando-seciclicamente entre temperaturas acima eabaixo da temperatura de austenitizao.

Fig.15: Esferoidizao com aquecimento acima da zonacrtica.

A microestutura resultante destetratamento a esferoidita, isto , um fundo deferrita com a cementita e os carbonetos doselementos de liga em forma esferoidal edispersos nesta matriz. O fato de termos acementita distribuda na matriz de ferrita fazcom que o ao apresente uma timaductilidade e tenacidade, baixa dureza e baixaresistncia mecnica devido predominnciadas propriedades da ferrita neste caso.

Temperabilidade

Para que a mxima dureza em umapea de ao seja alcanada necessrio que

se tenha a microestrutura compostaunicamente por martensita. Estamicroestrutura, entretanto somente poder serconseguida se for possvel eliminar astransformaes da austenita que so

dependentes da difuso como o caso datransformao perltica e da transformaobaintica. Isto s pode ser conseguido seocorrer um resfriamento suficientementerpido. Existe certo nmero de fatores queafetam as velocidades de resfriamento e,portanto, a formao de martensita, com aconseqente variao considervel de durezaao longo da seo da pea ou ao longo desees idnticas fabricadas com aos de

diferentes composies. O conceito detemperabilidade possibilita comparardiferentes tipos de ao no que se refere sobrea capacidade de alcanar uma estruturamartenstica.

Pode-se considerar trs conceitos detemperabilidade:

a susceptibilidade de endurecimentopor um resfriamento rpido; a propriedade, nas ligas ferrosas, que

determina a profundidade e adistribuio da dureza produzida poruma tmpera;

a capacidade de um ao setransformar total ou parcialmente deaustenita para alguma percentagemde martensita a uma dadaprofundidade quando resfriado sobcertas condies.

Todos enfatizam a formao de martensitae o endurecimento do ao. Para se avaliar atemperabilidade de um ao existe um ensaionormalizado e bastante difundido, denominadoEnsaio de Temperabilidade Jominy.

Ensaio de Temperabilidade Jominy

O ensaio Jominy tem como objetivoavaliar a temperabilidade de um ao, ou seja,a capacidade de se obter martensita por


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tratamento trmico de tmpera. Consiste numdispositivo onde se coloca um corpo de provacilndrico, austenitizado, sobre um jato degua, at seu total resfriamento. Em seguida feita a medida de dureza ao longo de todo o

seu eixo axial.O procedimento do ensaio descrito na normaASTM A255.

Etapa de Austenitizao: O corpo de provacilndrico, com 1" de dimetro x 4" decomprimento, colocado em um forno a umatemperatura na faixa de 900C durante umperodo de 30 minutos.

Etapa de Resfriamento: Aps a austenitizao,o corpo de prova colocado em umdispositivo onde recebe um jato de gua, deum tubo de 10 mm de dimetro colocadopouco abaixo de sua base, regulado a umapresso correspondente a altura livre de 65mm.

Fig.16: Aparato para a realizao do Ensaio Jominy

Fig.17: Detalhes dimensionais do corpo de provas doEnsaio Jominy.(dimenses em polegadas)

Etapa de Medio de Dureza: A dureza medida em Rockwell C (HRC) a partir de umcorte transversal pea em intervalos de 1/16pol.

Fig.18: Medio de dureza no ensaio Jominy.

Note-se que quanto maior a

velocidade de resfriamento, maior a dureza.Isto est diretamente relacionado aos produtosresultantes do resfriamento: martensita, perlitafina e perlita grossa.

A presena de elementos de ligaretarda o incio das transformaes naaustenita. Este fato pode ser visto como umdeslocamento para a direita das curvas dodiagrama TTT. Isto refletido no ensaio

Jominy como uma distncia maior endurecida,a partir da extremidade resfriada.

Fig.19: Velocidade de resfriamento do corpo de provasdurante o Ensaio Jominy

Aos de elevada endurecibilidadepossibilitam a obteno de martensita, deelevada dureza, em componentes de grandes

dimenses, tais como matrizes. Aos de baixatemperabilidade a possibilidade de obtenode martensita fica restrita confeco depequenas peas: chaves de fenda,


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engrenagens de pequenas dimenses eoutros componentes similares.

Fig.20: Curvas de temperabilidade para diversos aosmedidos pelo Ensaio de Temperabilidade Jominy.

Tratamentos Isotrmicos

O conhecimento dos diagramas detransformao isotrmica (diagramas TTT)possibilita o desenvolvimento de tratamentostrmicos que se caracterizam por seremrealizados em temperatura constante, da onome de tratamentos isotrmicos.

Os tratamentos isotrmicos maisimportantes so:

- austmpera- martmpera.

AUSTMPERA um processo detratamento isotrmico dos aos, cujo objetivo a obteno de peas com alta tenacidade eresistncia fadiga. O processo caracteriza-se

pela formao de uma microestrutura formadapor BAINITA e apresenta basicamente asseguintes etapas de execuo:

aquecimento at a temperatura deaustenitizao;

resfriamento brusco at a temperatura deformao de BAINITA;

manuteno de uma temperatura

constante at a completa transformaoda austenita em BAINITA;

resfriamento at a temperatura ambiente.

Fig.21: Resfriamento tpico de austmpera.

Para a maioria dos aos a temperatura de

formao de BAINITA se situa entre 250 C e400 C.

O que BAINITA ? um microconstituinte metalrgico formado

por ferrita e carbonetos, resultantes datransformao da austenita em temperaturainferior temperatura de transformao de

perlita fina. Quando observada em um

microscpio apresenta-se na forma de agulhassemelhantes martensita, porm com menordureza e maior tenacidade.

Notam-se as diferenas bsicas em relao tmpera convencional: transformao embainita no lugar da martensita e ausncia dorevenido.

Algumas vantagens da austmpera:

ausncia da etapa de revenido; caractersticas de deformao e

tendncia a trincas melhores que as damartmpera;

para durezas semelhantes, resistnciasao impacto maiores que as obtidas comtmpera convencional ou commartmpera;

menores tenses internas e menorespossibilidades de empeno.


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Entretanto, a austmpera apresenta algumaslimitaes. As sees devem ser resfriadas deforma a evitar formao de perlita. Na prtica,isso limita a espessura das sees a valoresna faixa de 5 a 6 mm para aos-carbono.

Alguns aos-liga permitem sees maiores,mas o tempo da transformao torna-seexcessivamente longo.

MARTMPERA - a tmpera convencionalproduz tenses internas devido s diferenasde velocidades de transformao entre partessuperficiais e interiores. O tratamento posteriorde revenido pode contornar o problema, masno suficiente em alguns casos.

Na martmpera, a pea resfriada at umatemperatura um pouco acima do incio datransformao da martensita (Mi) por um meioadequado como leo aquecido ou sal fundido.Nesse meio, ela mantida por um temposuficiente para uniformizar as temperaturasinternas e externas. Logo aps, ocorre oresfriamento para transformao damartensita.

Portanto, a transformao acontece comalguma uniformidade de temperatura na pea,evitando ou diminuindo a formao de tensesresiduais.A martmpera no dispensa o tratamento derevenido, pois a estrutura bsica a mesmamartensita da tmpera convencional.Naturalmente, devido etapa adicional, exigemais controle de parmetros e equipamentosapropriados.

Fig.22: Curva de resfriamento tpica de martmpera.

Tratamentos termoqumicos

O endurecimento do ao viatratamento trmico tem como contrapartidaprejuzos em outras propriedades, como maiorfragilidade, menor resistncia fadiga eoutras. Em algumas aplicaes, bastantedesejvel que apenas a superfcie sejaendurecida. o caso, por exemplo, deengrenagens, nas quais a superfcie deve serdura o bastante para resistir bem ao desgasteprovocado pelo contato dos dentes e o interiordeve apresentar propriedades tpicas de umao no endurecido. Os tratamentostermoqumicos promovem o endurecimento

superficial do ao por meio de alterao nacomposio qumica da camada superficial aser endurecida. O ncleo do material noapresenta alterao na composio qumica.

So dois os tratamentostermoqumicos mais comuns: Cementao; Nitretao.

Alm destes, existem ainda: Boretao; Carbonitretao; Cianetao.

CEMENTAO - o processo deendurecimento superficial de cementao oprocesso mais utilizado atualmente e tempermanecido praticamente inalterado ao longodo tempo. Este processo geralmente

utilizado na produo de pistas e roletes derolamento, engrenagens, buchas e juntashomocinticas. O mtodo consisteessencialmente no aquecimento da peaenvolta em um meio rico em carbono, fazendocom que o carbono difunda para o interioraumentando o teor de carbono da camadasuperficial.

A principal reao, que ocorre entre ocarbono e o ferro, e que a responsvel peladifuso do carbono para o interior da pea,pode ser representada da seguinte maneira:

3Fe + C Fe3C


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Aps a difuso do carbono feita umatmpera seguida de revenido para que seproduza a mxima dureza.

Como o processo envolve a difuso docarbono, necessrio que se d o tempo

necessrio para que isto ocorra. Temposcrescentes propiciam maiores espessuras dascamadas cementadas.

Se o ao de baixo carbono, apenasa camada superficial endurecida e o interiormantm as caractersticas de ductilidade etenacidade. Isso proporciona uma combinaodas propriedades desejveis de resistncia aodesgaste e estabilidade estrutural.

A difuso proporcionada pelo

carbono fornecido por algum meio, emtemperaturas nas quais ela possa ocorrer.Normalmente na faixa da austenita, de 840 a1000C.

Fig.23: Influncia do tempo de cementao napenetrao superficial do carbono

A espessura da camada cementadavaria com a temperatura e o tempo de

tratamento. O grfico da Figura 23 d exemploaproximado de duas curvas tpicas. Em geral,a profundidade mxima usada est perto de1,2 mm e o teor de carbono na superfcie estna faixa de 0,8 a 1,0%.

Existem trs processos decementao: Cementao slida; Cementao lquida;

Cementao gasosa.

Na cementao slida a pea envolvida em uma mistura de carvo vegetal

granulado e reagentes. Um meio adequado,como uma caixa, mantm o conjunto querecebe aquecimento conforme ilustrao dafigura seguinte.

Fig.24: Cementao slida.

A cementao slida tem, entreoutros, os aspectos positivos da simplicidade,do baixo custo dos dispositivos e materiais, damenor tendncia ao empenamento devido aoapoio integral da pea no meio slido.Entretanto, um mtodo pouco prtico paraproduo em larga escala, tem poucaflexibilidade, no h controle preciso detemperatura e de profundidade da camada.

Na cementao gasosa o carbono fornecido por um gs de hidrocarboneto comopropano, etano, metano. O propano provavelmente o mais usado. Em geral, o gs parcialmente oxidado em um dispositivodenominado gerador para produzir umaatmosfera de CO e H2, que fornecida aoforno.

Em relao cementao slida, oprocesso apresenta vantagens claras, comoambiente limpo, controle preciso dascondies, menor tempo, etc. Entretanto, ocusto dos equipamentos alto e exigeoperao mais especializada, pois h umavariedade de parmetros a controlar.

Na cementao lquida, as peas so

imersas em um banho de sal fundido, emtemperaturas na faixa de 840 a 955C. Ocorreuma srie (aqui no citada) de reaesqumicas que resultam na difuso superficial


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do carbono. Um dos sais mais usados ocianeto de sdio (NaCN).

A cementao lquida requer umtempo (1 a 4 h) significativamente menor que

os processos anteriores. O controle precisoe h menor tendncia ao empenamento.Entretanto, o trabalho com esses sais exigecuidados especiais de segurana e proteoambiental, e so onerosos o tratamento e adisposio final dos resduos.

NITRETAO O processo de nitretao um processo que a exemplo da cementaotambm altera a composio de uma camada

superficial do ao. Entretanto, ao contrrio dacementao, a camada nitretada nonecessita ser temperada, tendo em vista queos nitretos que se formam j possuem durezaelevada. Isto faz com que no haja oinconveniente do empenamento. Alm disso, anitretao feita na faixa de temperatura entre500 e 600C, o que diminui a possibilidadeempenamentos por transformao de fase.

Entre as vantagens da nitretao podemoscitar as seguintes:

alta dureza com alta resistncia aodesgaste;

alta resistncia fadiga e baixasensibilidade ao entalhe;

melhor resistncia corroso;

alta estabilidade dimensional.

Em princpio qualquer ao pode sernitretado, entretanto, a composio poderfazer variar a dureza final da camadanitretada, como o caso de aos quepossuem alumnio, cromo, vandio emolibdnio que apresentam uma dureza finalmaior.

Nos aos no ligados forma-se

preferentemente o nitreto cuja frmula Fe4Ne para concentraes mais altas pode serformado tambm o nitreto . Nos aos ligadosocorre a formao de nitretos complexos dos

elementos de liga que aumentam a dureza dacamada nitretada.

A camada nitretada tem menor espessurado que a cementada, raramente ultrapassando0,8 mm, caso contrrio os tempos seriam

muito grandes o que torna o mtodoantieconmico.

BORETAO - Boretao um processotermoqumico realizado sob onde ocorre adifuso de tomos de boro em substratosmetlicos.Neste processo so criadas camadas dealtssima dureza, altamente resistentes aodesgaste abrasivo, adesivo e erosivo,

com baixo coeficiente de frico e resistente corroso por qumicos agressivos. Pode-seboretar aos, metais duros, ligas de niquel,etc.Entre suas aplicaes clssicas esto:

- Engrenagens automotivas;- Valvulas e esferas de vlvula;- Roscas extrusoras;

- Matrizes para vidro;- Fieiras, punes, moldes, matrizes eferramentas;- Pinos, buchas, roletes, guias, etc;- Cilindros e mbolos;- Colheitadeiras, correntes;- Peas sujeitas ao desgaste.

CARBONITRETAO - Entende-se porcarbonitretao, o tratamento termoqumicoem que se promove o enriquecimentosuperficial simultneo com carbono enitrognio em peas de ao, visando obtersuperfcies extremamente duras e um ncleotenaz, aliados a outras propriedadesmecnicas como resistncia fadiga,resistncia ao desgaste e resistncia toro.A carbonitretao em banho de sal umtratamento que se enquadra entre a nitretao

e a cementao. por este motivo que atemperatura da carbonitretao se situa entreas temperaturas destes dois processos.


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CIANETAO - Trata-se da Carbonitretaorealizada em meio lquido.

BIBLIOGRAFIA

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http://www2.furg.br/projeto/gefmat/material_did/materiais/Vitor/Disciplin/MatCons/Ap

ostTT/Cap6.htm
http://www.mspc.eng.br/ndx_ciemat0.shtmlhttp://www.mspc.eng.br/ndx_ciemat0.shtmlhttp://www.mspc.eng.br/ndx_ciemat0.shtmlhttp://www2.furg.br/projeto/gefmat/material_did/materiais/Vitor/Disciplin/MatCons/ApostTT/Cap6.htmhttp://www2.furg.br/projeto/gefmat/material_did/materiais/Vitor/Disciplin/MatCons/ApostTT/Cap6.htmhttp://www2.furg.br/projeto/gefmat/material_did/materiais/Vitor/Disciplin/MatCons/ApostTT/Cap6.htmhttp://www2.furg.br/projeto/gefmat/material_did/materiais/Vitor/Disciplin/MatCons/ApostTT/Cap6.htmhttp://www2.furg.br/projeto/gefmat/material_did/materiais/Vitor/Disciplin/MatCons/ApostTT/Cap6.htmhttp://www2.furg.br/projeto/gefmat/material_did/materiais/Vitor/Disciplin/MatCons/ApostTT/Cap6.htmhttp://www2.furg.br/projeto/gefmat/material_did/materiais/Vitor/Disciplin/MatCons/ApostTT/Cap6.htmhttp://www.mspc.eng.br/ndx_ciemat0.shtmlhttp://www.mspc.eng.br/ndx_ciemat0.shtml


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EXERCCIOS

1) Quais so os principais fatores queinfluenciam nos tratamentos trmicos?

2) Qual a importncia da temperatura deaustenitizao?

3) Que fatores devem ser observados noresfriamento da pea?

4) Quais so os efeitos da tmpera do ao ?

5) Quais so os fatores que devem serconsiderados para se escolher o meio deresfriamento mais adequado?

6) Identificar os principais aspectos positivos eos principais aspectos negativos naspropriedades do ao resultantes do processode tmpera.

7) Por que deve ser feito o revenido aps atmpera?

8) Que esferoidizao ou coalescimento?

9) Quais as propriedades resultantes domesmo?

10) O ensaio utilizado para avaliar atemperabilidade de um metal o:

(Tcnico de Manuteno Jnior BR Distribuidora set 2008)

(A) Brinell.(B) Charpy.

(C) Izood.(D) Jominy.(E) Vickers.

11) Buchas especiais de um equipamento deperfurao de poos de petrleo em terra, deao-carbono, sofreram vrias falhas aps oincio de operao do equipamento, exigindo aparalisao dos trabalhos para a troca eprovocando prejuzos financeiros para a

empresa e desgaste para a equipe de campo.Visando avaliar o problema, as peasdanificadas foram encaminhadas para olaboratrio, onde se constatou que as falhas

eram devidas ao material empregado nafabricao. Tendo em vista que tais peasforam fabricadas pela prpria empresa, nocabendo, pois, a responsabilizao defornecedor, o laboratrio indicou que todo o

estoque deveria passar por um processo detratamento superficial, visando fazer umbeneficiamento na superfcie das mesmas egarantir a proteo e melhora daspropriedades mecnicas exigidas para essasbuchas. Acerca dos procedimentos indicadospara o tratamento superficial na pea, julgueos prximos itens como sendo verdadeiros oufalsos.

(PETROBRS Mecnico Especializado ago 2007)

( ) Se for indicada a realizao de umatmpera nas buchas, ocorrer, no final doprocesso, uma diminuio da durezasuperficial e um aumento da ductilidade domaterial.( ) Para evitar distores internas nasestruturas cristalinas e trincas no material,deve-se utilizar austmpera, em substituio tmpera.( ) O revenimento pode ser empregadoaps a tmpera, com o objetivo de remover afragilidade introduzida no ao carbonotemperado.( ) O recozimento pleno tambm seriauma forma alternativa, mais barata, para seobter uma melhoria das propriedadesmecnicas das buchas, como aumento daresistncia mecnica e resistncia fadiga.

12) Em relao aos tratamentos trmicos doao e sua avaliao, assinale a afirmaocorreta.

(Eng. Jnior TRANSPETRO jun 2006)

(A) A temperabilidade corresponde dureza mxima que pode ser obtida em umao, sendo funo quase que exclusiva do seuteor de carbono.

(B) A velocidade de esfriamento quepermite a obteno de bainita, sem qualquertransformao anterior da austenita, chamada de velocidade crtica de esfriamento.


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(C) O tratamento trmico de tmperatem por objetivo a obteno de martensita,mas a presena de austenita retida sempredesejvel devido ao aumento que produz natenacidade.

(D) Diversos aos caracterizam-se poradquirirem fragilidade quando so revenidosna faixa de temperaturas de 375 a 575 oC;sendo esse fenmeno conhecido porfragilidade de revenido ou fragilizao por

revenido.(E) O coalescimento um tratamento

trmico capaz de produzir esferoidita, sendoaplicado principalmente aos aoshipoeutetides.

13) A respeito de tratamento trmico de aos, incorreto afirmar que

(A) o revenido que segue o tratamentotrmico de tmpera nos aos tem comofinalidade diminuir tenses internas e a durezado material, tornando-o mais tenaz e menossujeito a empenamento e trincas.

(B) recozimento um tratamentoindicado para componentes que sofreramsevero encruamento, e cujo objetivo aumentar sua ductilidade e tenacidade.

(C) toda tmpera deve ser feita emgua, para alcanar a microestruturadesejada.

(D) resfriamento em leo ou banhosde sal so muito utilizados para tratamentos

isotrmicos.(E) tratamentos trmicos de tmperaso pouco efetivos para aos doce.

14) NO corresponde a um objetivo dotratamento trmico denominado recozimento:

(A) remover tenses devidas atratamentos trmicos;(B) regularizar a textura bruta de

fuso;(C) eliminar o efeito de tratamentostrmicos anteriores;(D) aumentar a dureza;(E) aumentar a ductilidade.

15)Assinale a alternativa correta(COMPAGS Eng. Jnior maio 2006)

(A) A alterao das propriedadesmecnicas dos aos, atravs de tratamentotrmico s possvel se envolver a mudana

da estrutura cristalina do material.(B) Tratamento trmico um conjunto

de operaes de aquecimento e resfriamentoa que so submetidos os aos,sob condiescontroladas de temperatura, tempo, atmosferae velocidade de esfriamento, com o objetivode alteraras suas propriedades ou conferir-lhes caractersticas determinadas.

(C) A alterao das propriedades

mecnicas dos aos, atravs de tratamentostrmicos, s possvel quando asmodificaes microestruturais ocorrem a partirda estrutura CCC.

(D) A alterao das propriedadesmecnicas dos aos, atravs de tratamentotrmico s possvel se envolver a mudanada estrutura cristalina do material e adiminuio do teor de carbono.

16) O tratamento trmico no qual os aos,aps austenitizao e homogeneizaoqumica, so resfriados lentamente, dentro doforno, cuja microestrutura obtida est previstano diagrama Fe-C, conhecido porrecozimento

(A) para esfeirodizao.(B) pleno.

(C) para alivio de tenses.(D) para recristalizao.(E) parcial.

17) As afirmativas a seguir tratam dascaractersticas de alguns dos tratamentostrmicos aplicados aos aos. Verifique quaisso verdadeiras (V) ou falsas (F) e marque aopo que melhor as classifique,respectivamente.

( ) O tratamento trmico de tmpera,quando aplicado a aos, tem a finalidade deformar uma estrutura martenstica cuja dureza


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depende da velocidade de resfriamento e suaductilidade est vinculada quantidade decarbono da liga.( ) No recozimento pleno de aoshipereutetides, a temperatura de

aquecimento deve ultrapassar a linha Acm dodiagrama de equilbrio Fe-Fe3C (campo daaustenita), para que se forme cementita (Fe3C)no contorno dos gros, aumentando assim aductilidade da pea.( ) Os principais fatores que determinama severidade de tmpera de um leo so aviscosidade e a capacidade de formao devapor quando aquecido.

A seqncia CORRETA, de cima para baixo,:

(A) V, V, F.(B) V, F, V.(C) F, F, V.(D) F, V, V.

18) Tmpera um tratamento trmicoaplicado aos aos que consiste noaquecimento da pea temperatura acima da

zona crtica, seguido de um resfriamentorpido do material em um meio como, porexemplo, gua ou leo. A tmpera tem porobjetivo:

(A) refinar e uniformizar a granulaogrosseira das peas fundidas, laminadas ouforjadas.

(B) restituir ao material suaspropriedades normais que foram alteradas porum trabalho mecnico ou tratamento trmico

anterior.(C) abrandar certos efeitos dorevenimento, remover tenses internas ediminuir a dureza.

(D) aumentar a dureza do ao e tornarmais elevado seu limite de escoamento e suaresistncia trao, compresso e aodesgaste.

(E) aumentar a ductilidade, atenacidade e a maleabilidade do ao.

19) No diagrama transformao-tempo-temperatura esquemtico abaixo, tpico de umao 1080, esto representadas as curvas de

resfriamento para normalizao (TA),austmpera (TB) e martmpera (TC).

(BR Distribuidora Eng. Mecnico set /2008)

As microestruturas produzidas por estestratamentos trmicos, na ordem apresentadana figura (TA, TB, TC), so:

(A) perlita grosseira, perlita fina eferrita.

(B) perlita fina, bainita e martensita.

(C) cementita, martensita e bainita.(D) ferrita, perlita fina e perlita

grosseira.(E) martensita, ferrita e bainita.

20) NO conseqncia do recozimento emaos:

(ELETROBRS Eng. Mecnico Maio/2002)

(A) remoo das tenses residuais;(B) diminuio da dureza;(C) aumento da ductilidade;(D) regularizao da textura bruta de

fuso;(E) obteno de uma estrutura

martenstica.

21) O tratamento trmico o mtodo maiscomum de se alterar microestruturas das ligas

ferro-carbono. Cada tipo de tratamento trmico destinado a produzir uma estruturaespecfica e, conseqentemente, propriedadesmecnicas especficas no material. Acerca de


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tratamentos trmicos para as ligas ferro-carbono, marque verdadeiro ou falso para ositens a seguir.

(PETROBRS Eng. Equip. Jnior - set/2001)

( ) Denomina-se coalescimento

o tratamento trmico destinado ahomogeinizar e aliviar tenses nos aos. Otratamento consiste no aquecimento do aoat a formao de austenita, seguido da suaremoo do forno para que se resfrie ao ar.

( ) Quando as transformaesisotrmicas ocorrem a uma temperaturaabaixo dojoelho da curva T-T-T, obtm-se, em

vez de perlita, uma microestrutura em que acementita fica finamente dispersa na matriz deferrita, que conhecida como bainita.

( ) A martmpera umtratamento trmico para aos que tem afinalidade de endurec-los sem provocar aformao de trincas de tmpera. Consiste datmpera no campo austentico at umatemperatura abaixo do joelho da curva T-T-T,mas acima da temperatura de formao damartensita, na qual mantida at haver ahomegeinizao da temperatura entre asuperfcie e o interior da pea; em seguida, oao resfriado lentamente, para formarmartensita. A martmpera seguida pelorevenido.

( ) A martensita uma fase

metastvel dos aos na qual o carbono estem soluo slida em uma estrutura cbica decorpo centrado. Essa estrutura dificulta oescorregamento, aumentando a ductilidade ereduzindo a dureza e resistncia dos aos.

22) A partir de uma amostra de um ao-carbono com mais de 0,5% de carbono foramconfeccionados trs conjuntos de corpos de

prova para ensaio Charpy. Um dos conjuntosfoi recozido, o outro foi temperado e revenidoe o ltimo conjunto foi apenas temperado.Cada conjunto foi submetido a ensaio de

dureza Rockwell C e ao ensaio Charpy, cujosresultados so mostrados na tabela abaixo.

conjunto decorpos de

prova

energiaabsorvidano ensaioCharpy (J)

durezaRockwell C

A 13,5 53

B 27,1 20

C 5,4 56

Infelizmente, ao se fazer o ensaio Charpy,perderdeu-se as etiquetas que identificavam otratamento trmico dado a cada conjunto.Nessa situao, de acordo com os resultadosdos ensaios realizados, diga se corretoafirmar que o conjunto de corpos de provadesignado por...

(PETROBRS Eng. Equip. Jnior - ago/2007)

( ) A foi temperado e revenido.( ) C foi apenas temperado.

23) O revenimento um tratamento:(REFAP Eng. Equipamentos Mecnica jul/2007)

(A) termoqumico em que se promoveum enriquecimento superficial com carbono.

(B) termoqumico em que se promoveum enriquecimento superficial com nitrognio.

(C) trmico de transformao deaustenita em perlita.

(D) trmico caracterizado poraquecimento acima da zona crtica e porequalizao nessa temperatura seguida deresfriamento uniforme do ar at a temperaturaambiente.

(E) trmico caracterizado porreaquecimento abaixo da zona crtica eresfriamento adequado, visando a ajustar aspropriedades mecnicas de um material.

24) Uma empresa vem enfrentandoproblemas na execuo do tratamento trmicode um de seus componentes de aoSAE4340. A reclamao mais freqente dosclientes dessa empresa a de que o material


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apresenta dureza superior especificada.Alm disso, algumas vezes, reclamamtambm do aparecimento de trincas nocomponente, quando em servio. Aps umaanlise metalogrfica, foi detectado que amicroestrutura desse componente

martenstica.Considerando-se o diagrama detransformao isotrmico desse ao, ilustradoabaixo, correto afirmar que:

(ENADETecnologia em Fabricao Mecnica- nov/2008)

(A) a dureza do material pode serdiminuda se o resfriamento no tratamentotrmico for acelerado.

(B) manter o componente a 600 C poruma hora, e resfri-lo rapidamente, suficiente para que se obtenha umamicroestrutura de perlita e ferrita, o quediminuiria a dureza do componente.

(C) austenitizar o componente e deix-lo resfriando ao forno at a temperatura

ambiente uma boa soluo para o problema,pois gerar uma microestrutura de martensitamais tenaz.

(D) a microestrutura resultantecontinuar sendo martenstica, se a parte maisinterna do componente (seu ncleo) atingir200 C em 10 segundos, porm solucionar oproblema.

(E) austenitizar o componente emergulh-lo em um banho de sal, a 350 C por3 horas, uma soluo para o problema, poisgerar uma microestrutura mais tenaz que amartensita.

25) Um componente mecnico na forma deuma barra cilndrica tem as dimensesapresentadas na figura I abaixo. Os requisitosde projeto dessa pea exigem que, aps atmpera, sua superfcie tenha dureza maior ou

igual a 50 HRC e o centro da barra, na partede maior dimetro, apresente dureza entre 50e 40 HRC.Para se evitarem trincas de tratamento trmicoe, portanto, melhorar a produtividade, recomendado o uso de um meio de tmperabrando. Os critrios de escolha do materialdevem ser as curvas Jominy dos aos (figuraII); as velocidades de resfriamento associadasaos meios de tmpera (figuras IIIa e IIIb); ecustos para a obteno do produto final. Opreo por quilo de aos para tratamentotrmico tanto maior quanto maior for suatemperabilidade (endurecibilidade), conferidapela adio de elementos de liga.

Com base nessas informaes, assinale aopo que apresenta o ao mais adequadoaos requisitos do projeto.

(ENADEEngenharia grupo V - nov/2008)


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Figura III curvas de resfriamento para barras de aosde diferentes dimetros e diferentes meios de tmpera:(a) resfriamento em gua e (b) resfriamento em leo.

(A) O ao 4340 atende aos requisitos

de projeto (durezas adequadas, mesmoutilizando-se um meio de tmpera brando)com custos de produo mais baixos.

(B) Os aos 4140 e 4340 atendem aosrequisitos de projeto (durezas adequadas,utilizando-se um meio de tmpera brando),mas o mais adequado o ao 4140, por termenor custo, uma vez que os elementos deliga conferem menor temperabilidade emcomparao com o ao 4340.

(C) O ao 5140, a partir do critrio detemperabilidade, tem baixo custo e atendeplenamente aos requisitos de projeto (durezaadequada, utilizando-se um meio de tmperabrando).

(D) O ao 1040, por apresentar menorcusto (no tem elementos de liga), satisfaz osrequisitos de projeto (alcana os valores dedureza nos dois tipos de tmpera, brando ou

vigoroso).(E) O ao 8640 pode alcanar os

valores de dureza especificados para asuperfcie e para o centro da pea utilizando omeio de tmpera brando. O requisito de custo,nesse caso, passa a ser irrelevante por nohaver outro ao que atenda aos requisitos doprojeto.

26) O tratamento trmico de esferoidizaotem o objetivo de:(PETROBRS Mecnico Especializado - maio/2006)

(A) aumentar a dureza.

(B) aumentar a tenacidade.(C) melhorar a resilincia.(D) melhorar a temperabilidade.(E) melhorar a usinabilidade.

27) O Ensaio Jominy utilizado paraverificao da temperabilidade dos aos liga e obtido a partir do aquecimento do corpo deprova alm dos seguintes recursos:

(TRANSPETRO Mecnico especializado mar/2006)

(A) imerso em gua e ensaio dedureza.

(B) imerso em leo e ensaio detrao.

(C) jato de leo e ensaio de trao.(D) jato de gua e ensaio de trao.(E) jato de gua e ensaio de dureza.

28) Em relao aos tratamentos trmicos dosaos, correto afirmar que:

(ELETRONORTE Eng. Mecnico Ago/2006)

(A) o termo recozimento indica umtratamento trmico genrico que abrange

alguns tratamentos especficos, entre eles, orecozimento total ou pleno, que consiste noaquecimento do ao abaixo da zona crtica,durante o tempo necessrio e suficiente parase ter a soluo do carbono ou dos elementosde liga no ferro gama, seguido de umresfriamento muito lento.

(B) a normalizao consiste noaquecimento do ao a uma temperatura acimada zona crtica, seguido de resfriamento lentoao ar, o que produz uma estrutura mais fina emelhores propriedades mecnicas que asproduzidas no recozimento.

(C) a tmpera caracterizada peloresfriamento em velocidade inferior velocidade crtica de transformao, a partir deuma temperatura acima da zona crtica. Oprincipal objetivo da tmpera a obteno daestrutura martenstica a partir da

transformao da austenita.(D) o revenido um tratamento

trmico que normalmente acompanha atmpera, pois elimina a maioria dos


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inconvenientes produzidos por esta. Orevenido, alm de aliviar ou remover astenses internas, corrige as excessivasdurezas e tenacidade do material,aumentando sua ductilidade e resistncia

trao. (E) a martmpera considerada umtratamento isotrmico. O constituinte que seorigina na martmpera a bainita. Asestruturas bainticas obtidas na martmperacaracterizam-se pela excelente ductilidade eresistncia ao choque, com elevadas durezas.

29) Em relao austmpera, est corretauma das afirmaes abaixo. Indique-a.

(PETROBRS Eng. Equip. Jnior - Maio/2006)

(A) Para assegurar uma completatransformao da austenita em bainita, omaterial deve ser resfriado lentamente a partirda temperatura de austenizao at atemperatura do banho de austmpera.

(B) O material deve ser mantido nobanho de austmpera, geralmente acima de550C, o tempo necessrio para promover acompleta transformao da austenita embainita.

(C) A grande vantagem daaustmpera sobre a tmpera e revenidocomuns reside no fato de as tenses internasresultantes serem muito menores devido estrutura baintica formar-se diretamente daaustenita temperatura mais alta que amartensita.

(D) As estruturas bainticas obtidas naaustmpera caracterizam- se pela baixaductilidade e pequena resistncia ao choque,com durezas elevadas.

(E) A tenacidade das estruturasbainticas obtidas na austmpera soinferiores s da martensita revenida normalcom, aproximadamente, a mesma dureza.

30) So tratamentos isotrmicos:(EMGEPRON Engenheiro Mecnico)

(A) revenido e martmpera;(B) revenido e tmpera;

(C) tmpera e martmpera;(D) tmpera e austmpera;(E) austmpera e martmpera.

31) Um dos tratamentos indicados para

aumentar a resistncia fadiga de um ao :(EMGEPRON Engenheiro Mecnico)

(A) normalizao;(B) tmpera;(C) recozimento;(D) grafitizao;(E) maleabilizao.

32) Leia as frases abaixo relativos atratamentos dos aos.I. Boretao: tratamento termo-qumico queorigina superfcies com dureza elevada.II. Cianetao: tratamento termo-qumico quegera acrscimo de dureza no interior dematrizes para garantir resistncia ao choque.III. Cementao o processo trmico que gerasuperfcies speras destinadas a melhorar aaderncia de tratamentos superficiais.

IV. Coalescimento: tratamento trmico quevisa a produo de uma estrutura denominadaesferoidita aplicada sobretudo em aos dealto teor de Carbono.

(TRENSURB Porto Alegre/RS Tc. Mecnico -2006)

Quais esto corretas?

(A) Apenas a I e a II.(B) Apenas a I, a II e a III.(C) Apenas a II, a III e a IV.

(D) Apenas a I, a II e a IV.(E)Apenas a I e a IV.

33) Sobre processos de tratamento trmico:

I. Austmpera: transformao isotrmica noestgio da bainita.II. Revenimento: realizada aps tmperaIII. Recozimento: alvio de tensesIV. Nitretao: enriquecimento superficial do

material com nitrognio.V. Cementao: aumento do teor de carbonona superfcie.

(Cia. de guas de Joinville Eng. Mec. 2007)


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Identifique a alternativa correta:

(A) Apenas I falso.(B) I, II, III, IV e V so verdadeiros.(C) Apenas II, IV e V so verdadeiros

(D) Apenas V e II so falsos(E) Apenas II e III so falsos

34) Com respeito aos tratamentos trmicos, julgue os itens a seguir, marque com F a(s)afirmativa(s) falsa(s) e com V a(s)verdadeira(s) e assinale a opo correta.

( ) A figura (1) representa o tratamentotrmico chamado recozimento que consiste noaquecimento do ao acima da zona crtica,seguido de um esfriamento lento. Com essetipo de tratamento trmico restitui-se ao

material as propriedades normais que foramalteradas por um tratamento mecnico outrmico anterior, ou ainda refinar texturasbrutas de fuso.( ) Na figura (2) tem-se um diagramaesquemtico do tratamento trmico chamadotmpera, caracterizado pelo resfriamento deuma pea acima da zona crtica, seguido deum aquecimento brusco em forno paraaumentar a dureza superficial e asresistncias trao, compresso e ao

desgaste de materiais dcteis.( ) O tratamento trmico revenido,ilustrado na figura (3), consiste em umresfriamento de uma pea metlicapreviamente temperada at uma temperaturaabaixo da zona crtica. Esse tratamentotrmico praticado com o intuito de corrigircertos efeitos da tmpera, quando semanifesta uma dureza ou fragilidadeexcessivas.

(Min.Pblico da Unio - Eng. Mecnico - 2004)

(A) V, V, V(B) V, V, F(C) V, F, V

(D) F, V, V(E) V, F, F

35) A cementao, assim como os outrosprocessos de tratamento termoqumicos,produz tenses residuais de compresso nasuperfcie das peas, o que melhora aresistncia fadiga por dobramento e porcontato.O primeiro requisito para os aos decementao :

(CORREIOS Eng. Jnior Mecnica 2008)

(A) a alta dopagem por cromo.(B) a alta dopagem por molibdnio.

(C) o baixo-carbono.(D) a granulao grossa do carbono.

36) Dentre os tratamentos termoqumicosmais conhecidos podem ser citadas acementao e a nitretao. Na comparaodas caractersticas destes processos, tem-se:

(BR Distribuidora Eng. Mecnico set/2008)

Cementao Nitretao

(A) Produz camada maisdura que a nitretao.

Provoca maisdistoro que acementao.

(B)Produz camada maisdura que a nitretao.

Diminui a resistncia fadiga.

(C)Produz ncleo frgil e

camada tenaz.

Provoca maisdistoro que acementao.

(D)Necessita de tmperaposterior.

No requer tmperaposterior.

(E) usada em aos dealto carbono.

No usada em aos.

37) Considerando o tratamento trmico datmpera, conceitua-se como temperabilidadeo(a):

(PETROBRS Eng. Equip. Jr. Mecnica dez/2008)

(A) capacidade que o meio temperantepossui de retirar calor ao material.

(B) relao entre a dureza antes edepois da tmpera.(C) velocidade de transformao da

martensita at o joelho da curva T-T-T.


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(D) suscetibilidade de endurecimentopor um resfriamento rpido.

(E) valor mdio da dureza obtido noensaio Jominy.

38) Julgue os itens a seguir, relativos aotratamento trmico de aos.I - Quanto mais alta a temperatura ou maior otempo de aquecimento, maior ser o tamanhodos gros.

II - Os tratamentos trmicos consistem,essencialmente, em aquecer o material atque alcance certa temperatura e esfri-lo sobdeterminadas condies.

III - O recozimento consiste em reaquecer apea temperada at que atinja umatemperatura conveniente, abaixo da zonacrtica, e esfri-la novamente.

IV - O processo conhecido como revenidoconsiste no aquecimento do ao at que atinjauma temperatura acima da zona crtica,seguido de um esfriamento lento (dentro doforno, por exemplo).

V - A tmpera um processo que consiste,em regra, no aquecimento da pea at acimada zona crtica, seguido de um resfriamentorpido em gua, leo etc.

(PETROBRS Tc. de Proj. Const. e Montag. Mecnicadez/2008)

A quantidade de itens certos igual a:

(A) 1.(B) 2.(C) 3.(D) 4.(E) 5.

39) Com relao ao processo de tratamentotrmico denominado tmpera, pode-se afirmarque, predominantemente, o resultado acarreta

a formao de:(Senado Federal Eng. Mecnico Nov/2008)

(A) martensita por um processo no-difusivo que independe do meio deresfriamento.

(B) martensita por um processo no-difusivo que depende do meio de resfriamento.

(C) perlita e ferrita por um processono-difusivo.(D) cementita por um processo

difusivo.(E) bainita por um processo no-

difusivo.

40) Em muitas situaes h necessidade desubmeter as peas metlicas a determinadostratamentos com objetivo de minimizar oueliminar uma srie de inconvenientes. Nessestratamentos se enquadram os tratamentostrmicos. Nesta linha de raciocnio pode-seafirmar que:

I - a esferoidizao um recozimentoaplicvel em aos de mdio e alto teor decarbono.

II - a tmpera e o revenido esto sempreassociados, porque o revenido melhora aductilidade.

III - a normalizao tem objetivo semelhanteao recozimento e principalmente aplicvelaos aos.

(Docas do ES Tcnico de Nvel Sup. Mecnicadez/2008)

Sobre as afirmativas acima, pode-se dizerque:

(A) todas esto erradas;(B) todas esto certas;(C) apenas III est certa;(D) apenas II est errada;(E) apenas I est certa.

41) Os tratamentos termoqumicos sorealizados em condies de ambiente quepromovem uma modificao parcial da

composio qumica do material a elessubmetido.So tratamentos termoqumicos:


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CODESA Eng. Mecnico 2008

(A) normalizao, cementao,cianetao e carbonitretao;

(B) nitretao, tmpera, cianetao ecarbonitretao;

(C) anodizao, cementao,revenimento e carbonitretao;

(D) tmpera, cementao, cianetaoe cladizao;

(E) nitretao, cementao,cianetao e carbonitretao.

42) Tratamentos trmicos so recursosutilizados com a finalidade de se alterar

propriedades dos aos. Em relao a algunsdos tratamentos trmicos utilizados, considereas afirmativas abaixo:

1. Para realizar uma tmpera em umao, necessrio aquec-lo acima datemperatura da zona crtica, porm abaixo doponto de fuso, e em seguida submet-lo aum resfriamento brusco por imerso em guaou leo.

2. A tmpera um tratamento trmicoque aumenta a dureza do ao.

3. Recozimento consiste em aquecero material temperatura acima da zonacrtica, porm inferior a temperatura de fuso eem seguida submet-lo a um resfriamentolento, no prprio forno.

4. Beneficiamento um tratamentotrmico composto por uma tmpera e um

revenimento.

Assinale a alternativa correta.(ITAIPU Binacional Tc. Mnt. Mec. 2008)

(A) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 soverdadeiras.

(B) Somente as afirmativas 1, 2 e 3so verdadeiras.

(C) Somente as afirmativas 1, 2 e 4

so verdadeiras.(D) Somente as afirmativas 1, 3 e 4

so verdadeiras.

(E) Somente as afirmativas 2, 3 e 4so verdadeiras.

43) Os fatores principais para possibilitar umtratamento trmico de um ao so

(UFF Tc. Mecnico -2008)

(A) composio qumica, dureza etemperatura.

(B) composio qumica, temperaturae resfriamento.

(C) resistncia, tempo e composioqumica.

(D) dureza, temperatura eresfriamento.

(E) tempo, dureza e resistncia.

44) A tmpera um tratamento trmico queconsiste no aquecimento trmico de um ao temperaturas idnticas ao do recozimento,seguindo-se de um resfriamento rpido. Almde aumentar consideravelmente a dureza doao, a tmpera tambm provoca:

(A) Aumento dos limites deresistncia, com aumento do alongamento eductilidade.

(B) Diminuio dos limites deresistncia, com diminuio do alongamento eductilidade.

(C) Diminuio dos limites deresistncia e do alongamento, com aumentode ductilidade.

(D) Aumento dos limites de

resistncia, com diminuio do alongamento eductilidade.

(E) Aumento dos limites de resistnciae ductilidade, com diminuio do alongamento.

45) Em se tratando de aos de at 0,8 % decarbono, quando esfriados lentamente, correto afirmar que quanto maior for o teor decarbono:

(A) Aumenta a dureza, diminui o limitede resistncia trao e o alongamento;

(B) Aumenta o limite de resistncia trao, a dureza, diminuindo o alongamento;


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(C) Aumenta o limite de resistncia trao, a dureza e o alongamento;

(D) Diminui o limite de resistncia trao, a dureza e o alongamento;

(E) Diminui o limite de resistncia

trao, a dureza, aumentando o alongamento.

46) Qual a principal finalidade da execuo dotratamento trmico-qumico de nitretao ?

(A) elevar a dureza superficial;(B) baixar a resistncia escoriao;(C) aumentar a fragilidade;(D) aumentar a resistncia trao;(E) aumentar o teor de carbono na

superfcie da pea.

47) O principal objetivo do tratamento trmicoem aos denominado cementao :

(A) melhoramento da usinabilidade;(B) diminuio da resistncia fadiga;(C) aumento da condutibilidade

trmica;

(D) diminuio da condutibilidadeeltrica;

(E) aumento da dureza superficial.

48) Em relao aos tratamentos trmicos dosaos, correto afirmar que:

(ELETRONORTE Eng. Mec.- set/2006)

(A) o termo recozimento indica um

tratamento trmico genrico que abrangealguns tratamentos especficos, entre eles, orecozimento total ou pleno, que consiste noaquecimento do ao abaixo da zona crtica,durante o tempo necessrio e suficiente parase ter a soluo do carbono ou dos elementosde liga no ferro gama, seguido de umresfriamento muito lento.

(B) a normalizao consiste noaquecimento do ao a uma temperatura acima

da zona crtica, seguido de resfriamento lentoao ar, o que produz uma estrutura mais fina emelhores propriedades mecnicas que asproduzidas no recozimento.

(C) a tmpera caracterizada peloresfriamento em velocidade inferior velocidade crtica de transformao, a partir deuma temperatura acima da zona crtica. Oprincipal objetivo da tmpera a obteno da

estrutura martenstica a partir datransformao da austenita.(D) o revenido um tratamento

trmico que normalmente acompanha atmpera, pois elimina a maioria dosinconvenientes produzidos por esta. Orevenido, alm de aliviar ou remover astenses internas, corrige as excessivasdurezas e tenacidade do material,aumentando sua ductilidade e resistncia

trao.(E) a martmpera considerada um

tratamento isotrmico. O constituinte que seorigina na martmpera a bainita. Asestruturas bainticas obtidas na martmperacaracterizam-se pela excelente ductilidade eresistncia ao choque, com elevadas durezas.

49) Com relao aos tratamentos trmicos

dos aos comuns, correto afirmar:(A) O que se busca, na normalizao,

a obteno de austenita.(B) O revenido tem como funo

aliviar as tenses nos materiais temperados.(C) A velocidade de resfriamento no

interfere nos microconstituintes dos aos.(D) O que se busca, no recozimento,

a obteno de martensita.

(E) O ao diminui a sua dureza aps atmpera.

50) Com relao ao processo de tratamentotrmico denominado tmpera, pode-se afirmarque, predominantemente, o resultado acarretaa formao de:

(A) martensita por um processo queindepende do meio de resfriamento.

(B) martensita por um processo quedepende do meio de resfriamento.

(C) perlita e ferrita(D) cementita(E) bainita


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RESPOSTAS

1) - velocidade de aquecimento;- temperatura de aquecimento;- tempo de permanncia

temperatura de aquecimento;- resfriamento;- atmosfera do forno.

2) Acima da temperatura de austenitizaotem-se a completa transformao doscarbonetos de ferro e outras fases, em ferrogama, sendo este o ponto de partida astransformaes posteriores, porm no deve-se elevar esta temperatura muito acima datemperatura de austenitizao, pois acarretarno crescimento do gro.

3) - severidade do meio de resfriamento;- estrutura final desejada;- seo e forma da pea;- circulao do meio de resfriamento

ou agitao da pea no interior deste.

4) - aumento do limite de resistncia trao;

- aumento da dureza;- reduo da ductilidade;- reduo da tenacidade;- aparecimento de tenses internas

5) - velocidade de resfriamento;- tipo de ao (composio qumica);- dimenses e forma da pea

(geometria da pea).

6)Positivo:aumento da dureza;aumento da resistncia;

Negativo: aparecimento de tenses internas que

produzem empenamento quandoultrapassam o limite de escoamento efissura quando ultrapassam o limite deresistncia.

7) Porque este elimina a maioria dosinconvenientes produzidos por esta, alm dealiviar ou remover as tenses internas, corrigea excessiva dureza e fragilidade do material,

aumentando a sua ductilidade e resistnciaao choque.

8) Consiste num aquecimento e resfriamentosubseqente, em condies tais a produziruma forma globular ou esferoidal de

carbonetos

9) Dureza muito baixa, com a finalidade defacilitar deformaes a frio e a usinagens deaos de alto teor de carbono.

10) (D)

11) (falso)(verdadeiro)

(verdadeiro)(falso)

12) (D)

13) (C)

14) (D)

15) (C)

16) (B)

17) (B)

18) (D)

19) (B)

20) (E)

21) (falso)(verdadeiro)(verdadeiro)(falso)

22) (correto)(correto)

23) (E)

24) (E)

25) (B)


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26) (E)

27) (E)

28)(B)

29) (C)

30) (E)

31) (B)

32) (B)

33) (B)34) (E)

35) (C)

36) (D)

37) (D)

38) (C)39) (B)

40) (D)

41) (E)

42) (A)

43) (B)

44) (D)

45) (E)

46) (A)

47) (E)

48) (B)

49) (B)

50) (B)

apostila trat termico-email

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