tratamentos térmicos - prof. ruy generoso

7/31/2019 Tratamentos Trmicos - Prof. Ruy Generoso

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Tratamentos Trmicos

Professor Ruy Alexandre Generoso


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TratamentosTratamentos TTrmicosrmicos

Finalidade:

Alterar as microestruturas e comoconseqncia as propriedades

mecnicas das ligas metlicas


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Objetivos:- Remoo de tenses internas

- Aumento ou diminuio da dureza- Aumento da resistncia mecnica

- Melhora da ductilidade- Melhora da usinabilidade



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Objetivos:- Melhora da resistncia ao desgaste

- Melhora da resistncia corroso- Melhora da resistncia ao calor

- Melhora das propriedades eltricase magnticas



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MATERIAL + TRATAMENTO TMATERIAL + TRATAMENTO TRMICORMICO

O TRATAMENTO TO TRATAMENTO TRMICO ESTRMICO EST

ASSOCIADO DIRETAMENTEASSOCIADO DIRETAMENTECOM O TIPO DE MATERIAL.COM O TIPO DE MATERIAL.

PORTANTO, DEVE SERPORTANTO, DEVE SERESCOLHIDO DESDE O INESCOLHIDO DESDE O INCIO DOCIO DOPROJETOPROJETO



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FatoresFatores dede InflunciaInfluncia

TemperaturaTemperatura

TempoTempo

VelocidadeVelocidade dede resfriamentoresfriamentoAtmosferaAtmosfera **

* para evitar a oxidao ou perda de algum elemento

qumico (ex: descarbonetao dos aos)

**parapara evitarevitar aa oxidaoxidaoo ouou perdaperda dede algumalgum elementoelemento

ququmicomico(ex:(ex:descarbonetadescarbonetaoodosdosaaosos))


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dependedepende dodo tipotipo de material ede material e dadatransformatransformaoo dede fasefase ououmicroestruturamicroestrutura desejadadesejada..

FatoresFatores dede InflunciaInflunciaTemperatura:TemperaturaTemperatura::


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FatoresFatores dede InflunciaInflunciaTempo:Tempo:Tempo:

O tempo deO tempo de tratamentotratamento ttrmicormicodependedepende muitomuito dasdas dimensesdimenses dadapepeaa ee dada microestruturamicroestrutura desejadadesejada..


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QuantoQuanto maiormaior o tempo:o tempo:

maiormaior aa seguranseguranaa dada completacompletadissoludissoluoo dasdas fasesfases paraparaposteriorposterior transformatransformaoo

maiormaior serser oo tamanhotamanho dede grogro

FatoresFatores

dede

InflunciaInfluncia

Tempo:Tempo:

TemposTemposlongoslongosfacilitamfacilitamaaoxidaoxidaoo


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DependeDepende

dodo

tipotipo

de material ede material e

dada transformatransformaoo dede fasefase ououmicroestruturamicroestrutura desejadadesejada..

FatoresFatores dede InflunciaInflunciaVelocidade de Resfriamento:Velocidade de Resfriamento:


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oo maismais importanteimportante porqueporque eleelequeque efetivamenteefetivamente determinardeterminar aamicroestruturamicroestrutura,, alalmm dada

composicomposioo ququmicamica do materialdo material

FatoresFatores dede InflunciaInflunciaVelocidade de Resfriamento:Velocidade de Resfriamento:


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PrincipaisPrincipais MeiosMeios dede ResfriamentoResfriamento

AmbienteAmbiente dodo fornoforno (+(+ brandobrando))

ArAr BanhoBanho dede saissais ouou metalmetal fundidofundido

((maismais comumcomum o deo de PbPb))


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PrincipaisPrincipais MeiosMeios dede ResfriamentoResfriamento

leoleoguagua

SoluSolueses aquosasaquosas dede NaOHNaOH((hidrhidrxidoxido dede ssdiodio), Na), Na22COCO33

((carbonatocarbonato dede ssdiodio)) ouou NaClNaCl((cloretocloreto dede ssdiodio))maismais severosseveros


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EscolhaEscolha dodo MeioMeio dede ResfriamentoResfriamento

ObtenObtenoo dasdas caractercaractersticassticas finaisfinaisdesejadasdesejadas ((microestruturasmicroestruturas eepropriedadespropriedades););

SemSem oo aparecimentoaparecimento dede fissurasfissuras eeempenamentoempenamento nana pepeaa;;

SemSem aa gerageraoo dede grandegrandeconcentraconcentraoo dede tensestenses

um compromisso entre: um compromisso entre:


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PrincipaisPrincipais TratamentosTratamentos TTrmicosrmicos


RecozimentoRecozimento

NormalizaNormalizaoo

TmperaTmperae Revenidoe Revenido

EsferoidizaEsferoidizaoo ououCoalescimentoCoalescimento

AlAlvio de tensesvio de tensesRecristalizaRecristalizaooHomogeneizaHomogeneizaooTotal ou PlenoTotal ou Pleno

IsotIsotrmicormico

SolubilizaSolubilizaoo eeenvelhecimentoenvelhecimento


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RECOZIMENTORECOZIMENTO

oo tratamentotratamento ttrmicormico queque temtemporpor finalidadefinalidade eliminareliminar aa durezadureza dede

umauma pepeaa temperadatemperada ouou normalizarnormalizarmateriaismateriais comcom tensestenses internasinternasresultantesresultantes dodo forjamentoforjamento,, dadalaminalaminaoo,, trefilatrefilaoo etc..etc..

Definio:Definio:


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RemoRemooo dede tensestenses internasinternasdevidodevido aosaos tratamentostratamentos mecnicosmecnicos

DiminuirDiminuir aa durezadureza parapara melhorarmelhorar aausinabilidadeusinabilidade

AlterarAlterar asas propriedadespropriedades mecnicasmecnicascomocomo aa resistnciaresistncia ee ductilidadeductilidade

Objetivos:Objetivos:


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AjustarAjustar oo tamanhotamanho dede grogro MelhorarMelhorar asas propriedadespropriedades eleltricastricas

ee magnmagnticasticas ProduzirProduzir umauma microestruturamicroestrutura

definidadefinida

Objetivos:Objetivos:


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RECOZIMENTO:RECOZIMENTO: ProcessoProcesso

AquecimentoAquecimento AA pepeaa aquecidaaquecida aa umauma temperaturatemperatura

queque variavaria dede acordoacordo com o material a sercom o material a ser recozidorecozido..((EntreEntre 500500C e 900C e 900C).C).AA escolhaescolha dada temperaturatemperatura dede recozimentorecozimento feitafeitamediantemediante consultaconsulta aa umauma tabelatabela..

1 Fase:1 Fase:

770C770CAAo 1090o 1090

800C800CAAo 1040o 1040 10501050

900900CCAAo ro rpidopido

785C785CAAo 1060o 1060 10801080

TEMPERATURATEMPERATURAMATERIALMATERIAL


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ManutenManutenoo dada temperaturatemperatura AA pepeaa devedeve

permanecerpermanecer aquecidaaquecida porpor algumalgum tempotempo nana temperaturatemperatura

recomendadarecomendada parapara queque asas modificamodificaeses atinjamatinjam todatoda aamassamassa dada mesmamesma..

2 Fase:2 Fase:


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ResfriamentoResfriamento Deve ser feito lentamente. QuantoDeve ser feito lentamente. Quanto

maior for a porcentagem de carbono do amaior for a porcentagem de carbono do ao, mais lento.o, mais lento.No resfriamento so adotados os seguintesNo resfriamento so adotados os seguintes

processos:processos:

3 Fase:3 Fase:

11 -- ExposiExposio da peo da pea aquecida ao ar livre. (Processoa aquecida ao ar livre. (Processopouco usado).pouco usado).22 -- ColocaColocao da peo da pea em caixas contendo cal, cinza,a em caixas contendo cal, cinza,

areia ou outros materiais que devem estar bemareia ou outros materiais que devem estar bemsecos.secos.33 -- Deixando a peDeixando a pea esfriar dentro do pra esfriar dentro do prprio forno.prio forno.


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TIPOS DE RECOZIMENTOTIPOS DE RECOZIMENTO

RecozimentoRecozimento parapara alalviovio dede tensestenses

((qualquerqualquer ligaliga metmetlicalica)) RecozimentoRecozimento parapara recristalizarecristalizaoo((qualquerqualquer ligaliga metmetlicalica))

RecozimentoRecozimento parapara homogeneizahomogeneizaoo((parapara pepeasas fundidasfundidas))

RecozimentoRecozimento totaltotal ouou plenopleno ((aaosos)) RecozimentoRecozimento isotisotrmicormico ouou ccclicoclico ((aaosos))


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PARA ALPARA ALVIO DE TENSESVIO DE TENSES ObjetivoObjetivo

Remoo de tenses internas originadas deprocessos (tratamentos mecnicos, soldagem,corte, )

TemperaturaTemperaturaNo deve ocorrer nenhuma transformao de fase

ResfriamentoResfriamentoDeve-se evitar velocidades muito altas devido aorisco de distores


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PARA RECRISTALIZAPARA RECRISTALIZAOO

ObjetivoObjetivoElimina o encruamento gerado pela deformao frio


ResfriamentoResfriamentoLento (ao ar ou ao forno)


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HOMOGENEIZAHOMOGENEIZAOO

ObjetivoObjetivoMelhorar a homogeneidade da microestruturadepeas fundidas


ResfriamentoResfriamentoLento (ao ar ou ao forno)


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TOTAL OU PLENOTOTAL OU PLENOObjetivo

Obter dureza e estrutura controlada para osaosTemperatura

Hipoeutetide 50 C acima da linha A3Hipereutetide Entre as linhas Acm e A1

ResfriamentoLento (dentro do forno) implica em tempolongo de processo (desvantagem)


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ConstituintesConstituintes EstruturaisEstruturais resultantesresultantesHipoeutetHipoeutetideide ferritaferrita ++ perlitaperlita grosseiragrosseiraEutetEutetideide perlitaperlita grosseiragrosseira

HipereutetHipereutetideide

cementitacementita ++ perlitaperlita grosseiragrosseira** A pelita grosseira ideal para melhorar a

usinabilidade dos aos baixo e mdio carbono

* Para melhorar a usinabilidade dos aos altocarbono recomenda-se a esferoidizao


TOTAL OU PLENOTOTAL OU PLENO


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ISOTISOTRMICO OU CRMICO OU CCLICOCLICO

A diferena do recozimento pleno est noresfriamento que bem mais rpido, tornando-omais prtico e mais econmico,

Permite obter estrutura final + homognea No aplicvel para peas de grande volume

porque difcil de baixar a temperatura do ncleo

da mesma Esse tratamento geralmente executado em

banho de sais

Usado para aosUsado para aos


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ESFEROIDIZAESFEROIDIZAOO

OU COALESCIMENTOOU COALESCIMENTODefinio

Produo de uma estruturaglobular ou esferoidal decarbonetos no ao.

AAoo coalescidocoalescido:: esferoiditaesferoidita -- Ataque: reativo deAtaque: reativo de nitalnital

Melhora a usinabilidade,especialmente dos aos altocarbono;

Facilita a deformao a frio.

Objetivo


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OUTRAS MANEIRAS DE PRODUZIROUTRAS MANEIRAS DE PRODUZIR

ESFEROIDIZAESFEROIDIZAO OU COALESCIMENTOO OU COALESCIMENTO

Aquecimento por tempo prolongado auma temperatura logo abaixo da linhainferior da zona crtica,

Aquecimento e resfriamentos alternadosentre temperaturas que esto logo

acima e logo abaixo da linha inferior detransformao.


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NORMALIZANORMALIZAOO

Definio:

Tratamento tTratamento trmico semelhante ao Recozimento. Tratarmico semelhante ao Recozimento. Trata--sesede um aquecimento do ade um aquecimento do ao ato at a temperatura da zonaa temperatura da zonacrcrtica (formatica (formao deo de austenitaaustenita), por), porm, com resfriamentom, com resfriamentomais rmais rpido,pido, temperatura ambiente, resultando em umatemperatura ambiente, resultando em uma

estrutura com granulaestrutura com granulao mais fina.o mais fina.

A resistncia mecnica obtida na normalizaA resistncia mecnica obtida na normalizaoo mais altamais altaque no recozimento, porque no recozimento, porm a ductilidadem a ductilidade menor.menor.

muitas vezes utilizada como tratamento de pemuitas vezes utilizada como tratamento de peasasusinadasusinadas, forjadas, etc., para prepar, forjadas, etc., para prepar--las para a Tmpera.las para a Tmpera.


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Objetivos:

Refinar o gro

Melhorar a uniformidade damicroestrutra

* usada antes da tmpera e revenido


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TemperaturaHipoeutetide acima da linha A3

Hipereutetide acima da linha Acm*

* No h formao de um invlucro de carbonetos frgeis devido a velocidade derefriamento ser maior

ResfriamentoAo ar (calmo ou forado)



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Constituintes Estruturais resultantesHipoeutetide ferrita + perlita fina

Eutetideperlita finaHipereutetidecementita + perlita fina

* Conforme o ao pode-se obter bainitaEm relao ao recozimento a

microestrutura mais fina, apresentamenor quantidade e melhor distribuiode carbonetos



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TMPERATMPERA

Objetivos:- Aumento na dureza- Aumento na resistncia trao- Reduo na tenacidade (o ao se torna quebradio)

A tmpera gera tenses deve-se fazer umrevenimento posteriormente

Definio:Tratamento aplicado aos aos com teor de carbono igual

ou maior do que 0,4% visando obter estruturamatenstica..


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TMPERATMPERA

AquecimentoAquecimento AA pepeaa aquecidaaquecida emem

fornoforno ouou forjaforja,, atat umauma temperaturatemperatura

recomendadarecomendada. (. (PorPor voltavolta de 800de 800CC parapara osos aaosos

aoao carbonocarbono).).

1 Fase:1 Fase:


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TMPERATMPERA

ManutenManutenoo dada temperaturatemperaturaAtingidaAtingida aa

temperaturatemperatura desejadadesejada estaesta devedeve serser mantidamantida porpor

algumalgum tempotempo afimafim dede uniformizaruniformizar oo aquecimentoaquecimento

emem todatoda aa pepeaa..

2 Fase:2 Fase:


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TMPERATMPERA

ResfriamentoResfriamento AA pepeaa uniformementeuniformemente

aquecidaaquecida nana temperaturatemperatura desejadadesejada resfriadaresfriada emem

guagua,, leoleo ououjatojato dede arar..

3 Fase:3 Fase:


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TMPERA:TMPERA: TabelaTabela bbsicasica

leoVermelho

escuro800C550CAo Prata

leoVermelhocereja

775C500CAo 1090

gua ou leoVermelho

escuro790C500C

Ao 1060 a1080

leoBranco1300C550C a 900CAo Rpido

guaVermelho830C500CAo 1040 a

1050

ResfriamentoCor do

Material naTemperatura

TmperaPr-

aquecimento

TEMPERA

Material


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TMPERA:TMPERA: ObservaObservaeses

** OO controlecontrole dada temperaturatemperatura durantedurante ooaquecimentoaquecimento,, nosnos fornosfornos,, feitofeito porpor aparelhosaparelhos

denominadosdenominados pirmetrospirmetros..** NasNas forjasforjas oo mecnicomecnico identificaidentifica aatemperaturatemperatura pelapela corcor do materialdo material aquecidoaquecido..

** DeDe ininciocio oo aquecimentoaquecimento devedeve ser lento, (ser lento, (prpr--aquecimentoaquecimento),), afimafim dede nono provocarprovocar defeitosdefeitos nanapepeaa..** AA manutenmanutenoo dada temperaturatemperatura variavaria dedeacordoacordo com a formacom a forma dada pepeaa..


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REVENIMENTOREVENIMENTO

o tratamento trmico que se faz nos aos j

temperados.O revenimento feito aquecendo-se a pea

temperada at uma certa temperatura,

resfriando-a em seguida.

As temperaturas de revenimento so

encontradas em tabelas e para os aos carbono evariam entre 210C e 320C.


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ObjetivosObjetivos::

- Alivia ou remove tenses

- Corrige a fragilidade, aumentando atenacidade. (Diminui um pouco a dureza da

pea, porm aumenta consideravelmente a sua

resistncia aos choques.)


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AquecimentoAquecimento Feito geralmente em fornosFeito geralmente em fornos

controlandocontrolando--se a temperatura com pirmetro. Nosse a temperatura com pirmetro. Nospequenos trabalhos o aquecimento pode ser feitopequenos trabalhos o aquecimento pode ser feitoapoiandoapoiando--se a pese a pea polida, em um bloco de aa polida, em um bloco de aoo

aquecido ao rubro. O forte calor que desprende doaquecido ao rubro. O forte calor que desprende dobloco, aquece lentamente a pebloco, aquece lentamente a pea, produzindo nestaa, produzindo nestauma colorauma colorao que variao que varia medida que amedida que a

temperatura aumenta. Essas cores, que possibilitamtemperatura aumenta. Essas cores, que possibilitamidentificar a temperatura da peidentificar a temperatura da pea, so denominadasa, so denominadascores decores de revenimentorevenimento..

1 Fase:1 Fase:

REVENIMENTO


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REVENIMENTO:REVENIMENTO: TabelaTabela de Coresde Cores

320CAzul acinzentado260

CCastanho claro

300CAzul marinho240CAmarelo escuro

290CAzul escuro230

CAmarelo

280CVioleta220

CAmarelo palha

310CAzul claro250

CAmarelo ouro

270CCastanho avermelhado210C

Amarelo claro



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ManutenManutenoo dada TemperaturaTemperatura PossPossvelvel

quando o aquecimentoquando o aquecimento feito em fornos.feito em fornos.

2 Fase:2 Fase:



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ResfriamentoResfriamento OO resfriamentoresfriamento dada pepeaapodepode ser:ser:

3 Fase:3 Fase:

Lento: deixandoLento: deixando--a esfriar naturalmente.a esfriar naturalmente.

RRpido: mergulhandopido: mergulhando--a ema emgua ougua ouleo.leo.



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150- 230C os carbonetos comeam aprecipitar

Estrutura:Estrutura: martensitamartensita revenidarevenida(escura, preta)Dureza: 65 RC 60-63 RC

230-400C os carbonetos continuam aprecipitar em forma globular(invisvel ao microscpio)

Estrutura: TROOSTITAEstrutura: TROOSTITADureza: 62 RC 50 RC




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400- 500C os carbonetos crescem emglbulos, visveis ao microscpio

Estrutura: SORBITAEstrutura: SORBITADureza: 20 45 RC

650-738C os carbonetos formam partculasglobulares

Estrutura: ESFEROIDITAEstrutura: ESFEROIDITADureza: < 20 RC




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Ocorre em determinados tipos de aos

quando aquecidos na faixa de temperaturaentre 375375 475475 CC ou quando resfriadoslentamente nesta faixa.

A fragilidade ocorre mais rapidamente nafaixa de470470475475 CC

A fragilidade s revelada no ensaio deresistncia ao choque, no h alterao namicroestrutura.


FRAGILIDADEFRAGILIDADE

AAOS SUSCEPTOS SUSCEPTVEISVEIS


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AAOS SUSCEPTOS SUSCEPTVEISVEIS

FRAGILIDADE DO REVENIMENTOFRAGILIDADE DO REVENIMENTOAos-liga de baixo teor de liga

Aos que contm apreciveis quantidades de Mn, Ni, Cr, Sb*, P, S

Aos ao Cr-Ni so os mais suceptveis aofenmeno

* o mais prejudicial

COMO MINIMIZAR A FRAGILIDADECOMO MINIMIZAR A FRAGILIDADE


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COMO MINIMIZAR A FRAGILIDADECOMO MINIMIZAR A FRAGILIDADE

DO REVENIMENTODO REVENIMENTO

Manter os teores de P abaixo de 0,005% e S menor 0,01%

Reaquecer o ao fragilizado a umatemperatura de ~600 C seguido de

refriamento rpido at abaixo de 300 C.


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MartmperaMartmpera ee AustmperaAustmpera

AUSTMPERA E MARTMPERAAUSTMPERA E MARTMPERA


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AUSTMPERA E MARTMPERAAUSTMPERA E MARTMPERA

Problemas prticos no resfriamentoconvencional e tmpera

A pea poder apresentar empenamento ou fissuras devidosao resfriamento no uniforme. A parte externa esfria maisrapidamente, transformando-se em martensita antes daparte interna. Durante o curto tempo em que as partesexterna e interna esto com diferentes microestruturas,aparecem tenses mecnicas considerveis. A regio quecontm a martensita frgil e pode trincar.

Os tratamentos tOs tratamentos trmicos denominadosrmicos denominados dede martmperamartmpera eeaustmperaaustmpera vieram para solucionar este problemavieram para solucionar este problema

MARTEMPERA:MARTEMPERA: Tmpera interrompidaTmpera interrompida


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MARTEMPERA:MARTEMPERA: Tmpera interrompidaTmpera interrompida

O resfriamento temporariamente

interrompido, criando um passoisotrmico, no qual toda a pea atinja amesma temperatura. A seguir o

resfriamento feito lentamente de formaque a martensita se forma uniformementeatravs da pea. A ductilidade

conseguida atravs de um revenimentofinal.

AUSTMPERAAUSTMPERA


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AUSTMPERAAUSTMPERA

Neste processo o procedimento anlogo martmpera. Entretanto a fase isotrmica prolongada at que ocorra a completatransformao em bainita. Como a

microestrutura formada mais estvel(alfa+Fe3C), o resfriamento subsequente nogera martensita. No existe a fase de

reaquecimento, tornando o processo maisbarato.

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