Austmpera, Martmpera, Recozimento e Normalizao

As curvas em S ou os diagramas TTT nos mostram que a cada temperatura, ocorre a formao de determinado constituinte. Os tratamentos isotrmicos baseiam-se nesse fato e, em geral, consistem na austenitizao, seguida de um resfriamento rpido at uma determinada temperatura, onde a pea permanece at a transformao da austenita se completar.

So os seguintes os tratamentos isotrmicos:

AustmperaMartmpera

Tratamentos Isotrmicos

Este tratamento tem substitudo, em diversas aplicaes, a tmpera e o revenimento. Baseia-se no conhecimento das curvas em S, e aproveita as transformaes da austenita que podem ocorrer temperatura constante. O constituinte que se origina na Austmpera, pelo resfriamento da Austenita a uma temperatura constante a Bainita que possui propriedades idnticas, seno superiores, s da estrutura martensitica. Como nesse tratamento, evita-se a formao direta da martensita, eliminam-se os inconvenientes que essa estrutura apresenta quando obtida pela tmpera direta e que so somente eliminados pelo revenimento posterior.Austmpera

O ao austmperado mediante a seguinte sequencia de operaes e transformaes:

Aquecimento a uma temperatura dentro da faixa de austenitizao, em geral de 785 870oC.

Resfriamento em um banho mantido a uma temperatura constante, em geral entre 260 400oC.

Permanncia no banho mantido a essa temperatura, para se ter transformao isotrmica da austenita em Bainita.

Resfriamento at a temperatura ambiente, geralmente em ar parado.

A grandevantagem da Austmpera sobre a tmpera e o revenido comuns reside no fato de que, devido estrutura Bainita formar-se diretamente da Austenita a temperatura bem mais alta que a martensita, as tenses internas resultantes so muito menores, consequentemente, no h praticamente distores ou empenamentos. Sendo assim a possibilidade de aparecimento de fissuras de tratamento quase que completamente eliminada. No h necessidade de revenimento.Desvantagens: Entretanto, nem todos os tipos de ao, assim como nem todas as seces de peas, apresentam resultados positivos na Austmpera. No que se refere aos tipos de ao, os mais convenientes para a Austmpera so, em linhas gerais, os seguintes: Aos carbono comuns contendo 0,50 a 1,00 % de Carbono e um mnimo de 0,60% de Mangans, aos de alto Carbono, contendo mais que 0,8% de C e um pouco menos que 0.6 % de mangans, certos aos-liga, de baixo teor de liga como os das sries SAE 5100, SAE 4140, SAE 6145.

AustmperaResumindo: A alternativa para evitar distores e trincas o tratamento denominado austmpera, ilustrado ao lado. Neste processo o procedimento anlogo martmpera. Entretanto a fase isotrmica prolongada at que ocorra a completa transformao em bainita. Como a microestrutura formada mais estvel (alfa+Fe3C), o resfriamento subsequente no gera martensita. No existe a fase de reaquecimento, tornando o processo mais barato.

esse um tratamento usado principalmente para diminuir a distoro ou empenamento que se produz durante o resfriamento rpido de peas de ao. Compreende a seguinte sequencia de operaes:Aquecimento a uma temperatura dentro da faixa de austenitizao.Resfriamento em leo quente ou sal fundido mantido a uma temperatura correspondente a parte superior (ou ligeiramente acima) da faixa de formao da martensita.Manuteno no meio de resfriamento at que a temperatura atravs de toda a seco do ao se torne uniforme.Resfriamento (geralmente no ar ou leo).Martmpera

Tem-se assim formao da martensita de modo bastante uniforme atravs de toda a seco da pea, durante o resfriamento at a temperatura ambiente, evitando-se, em consequncia, a formao de excessiva quantidade de tenses internas. Ao contrrio da Austmpera, a Martmpera necessita da operao de revenimento. Em outras palavras, aps a martmpera, as peas so submetidas a uma operao comum de revenimento como se elas tivessem sido temperadas.

Como foi mencionado, a Martmpera usada principalmente para diminuir a possibilidade de empenamento das peas. Desenvolve-se menor quantidade de tenses internas do que na tmpera convencional.Geralmente, os aos - liga apresentam melhores condies para serem martemperados do que os aos - carbono. Os tipos mais comuns usados nesse tipo de tratamento incluem os seguintes aos:

MartmperaResumindo: O resfriamento temporariamente interrompido, criando um passo isotrmico, no qual toda a pea atinja a mesma temperatura. A seguir o resfriamento feito lentamente de forma que a martensita se forma uniformemente atravs da pea. A ductilidade conseguida atravs de um revenimento final.

RecozimentoDefinio

O recozimento consiste no aquecimento e manuteno uma determinada temperatura, seguido de um resfriamento com velocidade adequada (normalmente no prprio forno), com o objetivo de amolecer os materiais metlicos. o recozimento altera as propriedades mecnicas e eltricas assim como a microestrutura. o recozimento aplicado quando se deseja melhorar a condio de trabalhabilidade (usinagem, estampagem, etc) provocadas pela queda na dureza e resistncia mecnica, utilizado tambm para eliminar a estrutura bruta de fuso e eliminar gases.

Temperatura de recozimentoExistem tabelas que indicam as temperaturas de recozimento. para os aos eutetides (0,77%c) e hipoeutetides (0,008%c a 0,77%c) as temperaturas so da ordem de 50c acima da linha a3 e para os aos hipereutetides (0,77%c a 2,11%c) 50c acima da linha a1 (nestes realizado o recozimento subcrtico).

Aquecimento at a temperaturadevido ao aquecimento provocar dilatao e mudana de fase, ele deve ser homogneo para evitar empenamentos e trincas. portanto,sempre que possvel,ele deve ser aquecido junto com o forno.

DIAGRAMAzona crtica do diagrama fe-fe3c e Temperaturas de recozimento e tmpera, normalizao dos aos -carbono .

Tempo de permanncia na temperatura

Para o recozimento recomendado manter o ao na temperatura (a partir do momento em que o ncleo da pea atingir a temperatura) por um tempo adicional para que haja completa homogeneizao (difuso do carbono).

ResfriamentoGeralmente os aos so resfriados dentro do prprio forno desligado. em alguns casos podem ser resfriados um pouco mais rapidamente sendo mergulhado em areia, cinza ou cal. peas grandes podem ser resfriadas ao ar, devido a sua baixa velocidade de resfriamento,o resfriamento deve ser lento na faixa em que a austenita se transforma (730 a 600c).para aos-carbono at 0,5%c podem ser utilizadas taxas de at 50c/h e para aos-carbono acima de 0,5%c recomenda-se 15c/h. depois que a austenita se transformou. pode resfriar-se o ao mais rapidamente at a temperatura ambiente para reduzir o tempo de tratamento, tomando-se cuidado com o choque trmico. recozimento - ferrita +perlitanormalizao- ferrita + perlitatempera- martensita

Microestruturas e Propriedades

Os aos recozidos tm como constituintes na temperatura ambiente (estudado no diagrama ferro carbono):

aos hipoeutetides: (0,008-0,77%c) perlita grosseira + ferritaaos eutetides: (0,77%c) pelita grosseira.aos hipereutetides: (0,77-2,11%c) perlita grosseira + rede de cementita

NormalizaoA normalizao um tratamento trmico que consiste no aquecimento do ao at sua completa austenitizao, seguido de resfriamento ao ar. As temperaturas de tratamento so da ordem de 30c superiores as de recozimento para produzir uma estrutura austentica mais uniforme. Os aos hipereutetides so aquecidos acima de 50c acima da linha acm, a fim de dissolver a rede de cementita formada no processo anterior. Alm da melhor uniformidade da estrutura o objetivo maior da normalizao a homogeneizao e o refino do tamanho de gro de estruturas obtidas de trabalho quente (laminao, forjamento), de aos fundidos e soldagem. A normalizao se faz normalmente, para aos com at 0,4% c. antes do tratamento trmico de tmpera recomendado a normalizao para evitar o aparecimento de trincas e empenamento

Resfriamento Contnuo

Uma liga deve ser resfriada rapidamente e mantida a uma temperatura elevada desde uma temperatura mais alta, acima da temperatura eutetide. A maioria dos tratamentos trmicos para os aos envolve o resfriamento contnuo de uma amostra at uma temperatura ambiente. Para uma situao de resfriamento contnuo, o tempo exigido para que uma reao tenha o seu incio e o seu trmino retardado. Pode ser mantido algum controle sobre taxa de variao da temperatura, dependendo do meio de resfriamento. Para o resfriamento contnuo de uma liga de ao, existe uma taxa de temperatura crtica, que representa a taxa mnima de tmpera que ir produzir uma estrutura totalmente martenstica. Apenas a martensita ir existir para taxas de resfriamento rpido superiores crtica.Uma das razes para adicionar elementos de liga aos aos consiste em se facilitar a formao da martensita, de modo que estruturas totalmente martensticas possam se desenvolver em sees retas relativamente espessas. A taxa de resfriamento crtica diminuda pela presena de carbono.

Resfriamento Contnuo

Tambm existem outros elementos de liga especialmente efetivos em tornar os aos tratveis termicamente so o cromo, nquel, a molibdnio, o mangans, o silcio e o tungstnio; contudo, esses elementos devem se encontrar na forma de uma soluo slida com a austenita quando do procedimento de tmpera. Em suma, os diagramas de transformao isotrmica e por resfriamento contnuo so, em um sentido, diagramas de fases onde o parmetro tempo introduzido. Cada um deles determinado experimentalmente para uma liga com uma composio especfica, onde as variveis so a temperatura e o tempo. Esses diagramas permitem prever a microestrutura aps um dado intervalo de tempo em tratamentos trmicos a temperatura constante e por resfriamento contnuo, respectivamente.