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T (oC)
Austenita (CFC)
Zona Críca
Ferrita (CCC)
Mi
Martensita (TC)
Água
Tempo

AbaixodeumatemperaturaMideiníciodeformaçãodemartensitaforma-se uma estrutura muito dura e frágil denominada martensita, com reculado TC
-tetragonalcompacto.

Aestruturamartensícaéformadaporagulhasouplacasmuitonascomo
sevênaFiguraabaixo.
2%nital-100X
2%nital-1000X

Somente na metade do século passado começou-se a entender porque o
açoendurecequandoresfriadobruscamente.OreculadoTCéumreculadoCCC
distorcidodevido ao excesso de carbonocondo. A ferritatem capacidade muito
pequenadedissolvercarbononoreculado.Jáaaustenitapodedissolver,emalta
temperatura,todoocarbonocondonoaço.Duranteoresfriamento,nãohátem-
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Módulo 2
posucienteparaaaustenitasetransformarnovamenteemferritaoucementa
e o carbono em excesso ca redo na estrutura martensíca, promovendo forte
distorção e introduzindo tensões elevadas no reculado. As tensões internas são
tanto maiores quanto maior o teor de carbono em excesso, sendo responsáveis
peloaumentodedurezadoaço.
68
900
65
800
60
600
500
50
400
40
300
30
200
20
10
0
100
0
0,2
0,4 0,6 0,8 1,0
Dureza (HRC)
Dureza (HV)
700
1,2
% Carbono

A gura acima mostra a variação da dureza dos aços temperados com o
teordecarbono.Dependendodoteordecarbonodoaçoépossívelobterdurezas
que vão de 20 HRC até aproximadamente 67 HRC. Nos aços de muito alto teor
de carbono não se obtém durezas mais elevadas devido à retenção de austenita
(quandonemtodaaustenitasetransformaparamartensita).
Curvas TTT

Quando os aços são resfriados comvelocidades intermediárias outras microestruturasseformam.Paradescreveroqueocorreduranteoresfriamentodos
aços submedo a tratamentos isotérmicos, ulizam-se as curvas TTT – Temperatura,Tempo,Transformação.Sãodiagramasquerelacionamastemperaturaseos
temposdeinícioemdetransformação.Épossívellocalizarnascurvasasregiões
emqueseformamferrita,perlita,bainitaemartensita.
13
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A
Zona Críca
T (oC)
Ferrita
A+F
Am
Perlita Grossa
Perlita Fina
A+F+C
Bainita
Mi
A+M
Mf
Martensita
1s
10s
1h
1min
1 dia
Tempo

A curva TTT abaixo mostra a representação de uma transformação de fase
duranteumciclotérmico.Acurvamaisàesquerda(azul)correspondeaoiníciodas
transformações e a mais à direita (cor vermelha) ao m das transformações. Nas
duascurvasexistemduasretashorizontaisdenominadasrespecvamenteMieMf.
Sãoastemperaturasdeinícioemdetransformaçãomartensíca.

Quando uma curva de resfriamento cruza a curva TTT a transformação
ocorre,naregiãoassinaladaporumserrilhado.Sabemosqualaestruturaéformadaanalisando-seemqueregiãodacurvaTTTocorreuatransformação.
T (oC)
Curva de início de
transformação
Curva de fim de
transformação
1s
10s
1min
14
1h
1 dia
Tempo
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Módulo 2
Curvas RC

Paratratamentostérmicosindustriais,emqueraramenteastemperaturas
sãomandasconstanteseaspeçassãoconnuamenteresfriadasdesdeatemperaturadeaustenizaçãoatéatemperaturaambiente,ulizam-securvasderesfriamentoconnuoquedescrevemastransformaçõesemresfriamentoconnuo.
A
T ( C)
o
Zona Críca
Am
Ferrita
Perlita
Bainita
Mi
Martensita
Mf
1s
10s
1min
1h
1 dia
Tempo

Abainitaéumaestruturaacicularqueseformaemumaregiãointermediáriaentreadeformaçãodeperlitaeademartensita.Possuielevadadurezaeboatenacidade.
2%nital-500X

No tratamento térmico indicado na curva RC acima haverá formação de
umamisturadeferrita,perlitaebainitanamicroestruturadoaço.

Nostratamentostérmicosindustriais,emqueoresfriamentodoaçoéconnuopodem-seformarmisturasdemicroestruturas,comomostraasériede6curvasderesfriamentosuperpostasàcurvaRC.Osnúmerosindicadoscorrespondem
àdurezaVickersalcançadaapóscadaumdostratamentostérmicosindicados.
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T ( oC)
800
A
700
F
600
P
500
B
400
M
300
336
481
415
1
10
139
170
217
200
DPH
10 2
103
0
104
(a)DPH=139
(b)DPH=170
(c)DPH=217
(d)DPH=336
(e)DPH=415
16
(f)DPH=481
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Módulo 2

Microestruturasformadasapósresfriamentocomseisdiferentesvelocidadesderesfriamentoindicadasnaguraanterior.OsnúmerosDPHsãoasdurezas
Vickersdecadaestrutura.
Recozimento pleno
TEMPERATURA

Emconseqüênciadosprocessosdefabricação(fundição,lingotamentoconvencional,superaquecimento,etc.)asbarrasetarugosdeaçopodemacumulartensõeseapresentarmicroestruturasheterogêneascomexageradotamanhodegrãoe
durezaelevada.Orecozimentoplenoéfeitocomoobjevodereduziromáximoa
durezadoaço.Pormeiodorecozimentoplenoépossívelaumentaradulidadeea
usinabilidade do aço além de controlar seu tamanho de grão. Uliza-se este tratamentoquandonasequênciadefabricaçãooaçodevesofrerelevadograudedeformaçãoouapeçadeveserusinada.Orecozimentoplenogarantedulidadeapeças
queemoutrascircunstânciasapresentariamcomportamentofrágil.
ORIGINAL
DEFORMADO
ESTADO
PERMANENTE

O recozimento pleno consiste em elevar lentamente a temperatura do aço
atéaproximadamente50ºCacimadazonacríca(austenizaçãototal),nocasodos
aços com teor de carbono menor que 0,8%. A formação de austenita em alta temperatura destrói todas as estruturas existentes anteriormente ao aquecimento. No
resfriamentoformam-seaferritaeaperlitagrossaquegarantemamolecimentodo
material.Paraosaçoscomteordecarbonomaiorque0,8%(52100)orecozimento
éfeitoemtemperatura50ºCacimadolimiteinferiordazonacríca.
17
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Temperatura em oC
ZONA DE
AUSTENITIZAÇÃO
A2
A3
Resfriamento
ZONA
CRÍTICA
Ac
m
AUSTENITA
910
768
FERRITA E
AUSTENITA
A1
A1
727
Recozimento
pleno
PERLITA + FERRITA
Ambiente
0
0,4
0,8
1,2
Teor de carbono em %

Oaçoémandonatemperaturaporumtemposucienteparaqueaestrutura se torne austeníca ou uma mistura de austenita + cementa e em seguida é
resfriado dentro do forno com uma velocidade de aproximadamente 25ºC/h, até
aproximadamente 50 ºC abaixo da zona críca. A parr desta temperatura o aço
pode ser resfriado ao ar. É importante que a passagem pela faixa de temperaturas
emqueocorreatransformaçãosejabastantelentaparaqueseformeperlitagrossa,
perlita esferoidizada e cementa esferoidizada na estrutura do material. Na tabela
abaixoépossívelobterastemperaturasdeaustenizaçãoeosciclosderesfriamento
paraaçoscomdiferentesteoresdecarbono,bemcomosuasdurezas.
AÇOS-CARBONO
ABNT (AISI)
1020
1025
1030
1035
1040
1045
1050
1060
1070
1080
1090
1095
TEMPERATURA DE
AUSTENIZAÇÃOo C
CICLO DE
RESFRIAMENTO* DE ATÉ
855 o
855o - 900o
855o - 900o
840o - 885o
840o - 885o
790o - 870o
790o - 870o
790o - 870o
790o - 840o
790o - 840o
790o - 840o
790o - 830o
790o - 830o
855
o
840 o
840 o
790 o
790 o
790 o
790 o
790 o
790 o
790 o
790 o
*Resfriamento a 25 oC/h, no interior do forno.
18
700o
700o
650o
650o
650o
650o
650o
650o
650o
650o
650o
660o
FAIXA DE DUREZA
(BRINELL)
111 - 149
111 - 149
126 - 197
137 - 207
137 - 207
156 - 217
156 - 217
156 - 217
167 - 229
167 - 229
167 - 229
167 - 229
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Módulo 2
Esferoidização

Os aços de alto carbono % C > 0,8% (p.e aços para rolamento) apresentam
umaredefrágildecementaprecipitadanoscontornosdaperlita.Estaquandade
maior de cementa presente nestes aços torna-os diceis de usinar. Para melhorarsuausinabilidadefaz-seumtratamentodeesferoidização.Otratamentoéassim
chamado porque as parculas de cementa tornam-se esféricas após tempos prolongados de exposição a temperaturas ligeiramente subcrícas. O tratamento produzcementaesferoidalemumamatrizdeferrita,eliminandoapresençadeperlita
earededecarbonetosfrágeisanteriormenteexistentesnamicroestrutura.
AUSTENITA
Temperatura em oC
768
Ac
m
ZONA
CRÍTICA
A3
Resfriamento
910
ZONA DE
AUSTENITIZAÇÃO
A2
FERRITA E
AUSTENITA
A1
A1
727
Esferoidização
Perlita + Cementa
Ambiente
0
0,4
0,8
1,2
Teor de carbono em %

Otratamentoconsisteemaquecimentodoaçoatéumafaixadetemperaturas50ºCabaixodazonacríca,manutençãoprolongada(váriashoras)nestatemperaturaeresfriamentolentodentrodoforno.
T
Zona Críca
Aquecimento prolongado abaixo da ZC
Resfriamento
lento no forno
Tempo
Esta estrutura confere mínima
durezaemáximausinabilidade.
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Os aços de baixo teor de carbono quase nunca são esferoidizados porque são
muitomolesedeformáveiseempastam
a ferramenta, provocando seu aquecimentoedesgasteexcessivo.
Alívio de tensões

O aquecimento dos aços para alívio de tensões é feito para reduzir tensões
residuaisintroduzidasporusinagempesadaouconformaçãomecânicaafrio.Muitas
vezesétambémchamadoderecozimentosubcríco.Geralmenteéfeitoemtemperaturas subcrícas e através deste tratamento consegue-se aumentar a dulidade,
melhorarausinabilidade,removertensõesresiduais,atravésdareduçãodadureza,
dolimitedeescoamentoedolimitederesistênciadomaterial.
Normalização
TEMPERATURA

A normalização do aço é feita quando se deseja renar o grão do material.
O aço com grãos grandes tende a apresentar maior heterogeneidade de propriedades e maior fragilidade. O reno de grão garante maior homogeneidade de propriedades, e maior tenacidade. O tratamento térmico de normalização consiste no
aquecimentodoaçoaté60ºCacimadolimitesuperiordazonacríca(A3 ouAcm),
sempregaranndoaustenizaçãototaldomaterial.Emseguidaéreradodoforno
edeixadoresfriaraoarnatural.Aestruturaresultanteédepequenosgrãosdeferrita
eperlitana.Essetratamentoébemmaisbaratoqueoderecozimentopleno,pois
ofornopodeserdesligadologoapósomdoperíododeaustenização.
ZONA CRÍTICA
TEMPO
20
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Módulo 2
Normalização
ZONA DE
AUSTENITIZAÇÃO
Temperatura em oC
ZONA
CRÍTICA
A2
A3
Resfriamento
910
Ac
m
AUSTENITA
768
FERRITA E
AUSTENITA
A1
727
A1
PERLITA + FERRITA
Ambiente
0
0,4
0,8
1,2
Teor de carbono em %
T (oC)
A
Ferrita
Zona Críca
Am
Perlita
Bainita
Mi
Martensita
Mf
1s
10s
1min
1h
1 dia
Tempo

A principal diferença entre os tratamentos de recozimento pleno e de normalização é que as peças tratadas em recozimento pleno apresentam dulidade e
usinabilidadehomogêneasemtodasasregiões,jáqueapeçatodacaexpostaao
cicloderesfriamento.Jánocasodapeçanormalizadaavelocidadederesfriamento
nãoéuniforme.Seçõesmaisespessasresfriammaislentamentedoqueseçõesmais
nas.Comoavelocidadederesfriamentoéheterogênea,amicroestruturaeaspropriedades(usinabilidadeeconformabilidade)tambémosão.Casosedesejeusinar
apeçanasetapassubseqüentesdefabricaçãoémelhorfazerorecozimentopleno.
21