Tratamentos térmicos dos aços e ferros fundidos

Recozimento Intermediário Alívio de Tensão

Processos de Recozimento NormalizaçãoRecozimento PlenoRecozimento Subcrítico

Têmpera e Revenimento

Objetivos do recozimento:> Aliviar tensões residuais em peças> Tornar o material mais mole, dútil e tenaz> Ajustar a microestrutura

• Tempos de aquecimento/resfriamento elevados:há risco de empenamento/trincamento das peças em razão dos elevados gradientes de temperatura e tensões internas geradas;

• Tempos de manutenção na temperatura:deve ser longo o suficiente para permitir que ocorram as reações de transformação de fases .

• Recozimento Intermediário: é aplicado em metais que foram submetidos à deformação plástica a frio, ou seja, em metais que apresentam encruamento.

Geralmente é utilizado em procedimentos de fabricação que exigem extensa deformação plástica em etapas sucessivas, tal como ocorre na trefilação ou no forjamento;

As temperaturas de manutenção utilizadas estão acima da temperatura de recristalização do metal;

A escamação (oxidação superficial) pode ser previnida com temperaturas relativamente baixas ou com o uso de atmosferas não oxidantes.

• Alívio de Tensão: é aplicado em peças para reduzir os efeitos das tensões residuais em peças, que se originam a partir de:1)deformações plásticas geradas na usinagem ou lixamento;2)resfriamento não uniforme em peças soldadas ou fundidas;3)diferença nas densidades de fases transformadas durante tratamentos térmicos.

Se as tensões residuais não forem removidas podem gerar distorções ou empenamentos em processamentos posteriores ou durante o serviço

A1 = linha eutetóide (temperatura crítica inferior)A3 e Acm = linhas de temperatura crítica superior

• Normalização: Aços deformados plasticamente por laminaçãoAços fundidosapresentam microestrutura heterogênea de grãos de perlita ou ferrita/perlita (grãos irregulares e grandes)

A normalização é um T. T. de recozimento utilizado para refinar os grãos e produzir uma distribuição de tamanhos de grão mais uniforme ( ↑ tenacidade)

AUSTENITIZAÇÃO: 55 a 85 oC acima das linhas A3 e Acm / tempo suficiente para a transformação/Resfriamento ao AR.

• Recozimento Pleno: É aplicado geralmente em aços-baixo e médio carbono que serão submetidos à usinagem ou a uma extensa deformação plástica na conformação.

AUSTENITIZAÇÃO: 15 a 40 oC acima das linhas A3 ou A1 / tempo suficiente para a transformação / Resfriamento lento (no próprio forno desligado).

A microestrutura resultante é perlita grossa, sendo de grãos pequenos e uniformemente distribuídos.

• Recozimento subcrítico (esferoidização):A usinabilidade e a conformabilidade de aços com médio e alto teor de carbono, que possuem perlita grossa, podem ser melhoradas através do T. T. de esferoidização.

A microestrutura resultante é a cementita globulizada

Aquecimento até temperatura imediatamente inferior à eutetóide (A1) ± 700 oC na região α + Fe3CAços perlíticos t = 15 a 25 h, coalescência da cementita lamelar para formar a cementita globulizada

Microestruturas de ligas normalizadas e recozidas

Microestrutura de um aço carbono recozido (hipoeutetóide)

Microestruturas de ferros fundidos

Têmpera e Revenimento• Os aços martensíticos são produzidos através de

têmpera, que consiste em austenitizar o aço e em seguida resfriá-lo em algum meio de resfriamento (água, óleo ou ar);

• O aço no estado “como temperado” é constituído pela martensita de elevada dureza e fragilidade, apresenta tensões residuais internas, o que impede a sua utilização em muitas aplicações. Para aprimorar a tenacidade e aliviar tensões internas do aço, este é reaquecido até uma temperatura inferior à zona crítica (250 – 660 oC)por um determinado tempo; este tratamento é conhecido por revenimento.

MARTENSITA REVENIDAFotomicrografia eletrônica (fases ferrita + cementita)

Microestrutura e Propriedades Mecânicas

Temperabilidade ou Endurecibilidade

• É uma medida da capacidade de uma liga ferrosa ser endurecida na têmpera, através da formação de martensita desde a superfície até o centro da peça.

• A composição da liga de aço determina o seu grau de endurecibilidade.

Ensaio Jominy

• O ensaio Jominy da extremidade temperada é utilizado para medir a endurecibilidade dos aços. Norma técnica: ASTM A 255

Composição meio de tamanho / do aço têmpera forma da peça

varia são mantidos constantes

CURVA DE ENDURECIBILIDADE DE UM AÇO

Efeito da composição química do aço

Efeito do teor de carbono

Influência do Meio de Resfriamento, do Tamanho e da

Geometria da Peça

Taxas de resfriamentoCentro/ ½ R¾ R e superfície das barras