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Departamento de Ciência dos Materiais

e MetalurgiaMET 1847 - Materiais de Engenharia / aula 7

Conteúdo Programático da Aula

5. Tratamentos Térmicos e Termoquímicos5.1 Fundamentos;5.2 Taxas de resfriamento;5.3 Têmpera e endurecimentos dos aços;5.4 Temperabilidade;5.5 Martensita versus martensita revenida;5.6 Revenido.



Relevância do Estudo

É importante compreender que técnicas de processamento térmico em ligas metálicas podem resultar em determinadas características

mecânicas exigidas para aplicações específicas. Além disso, éessencial uma compressão dos mecanismos de obtenção das

microestruturas e da dependência destes tratamentos em relação ao tempo e temperatura. Um das razão consiste no fato de que as propriedades mecânicas de uma liga submetida previamente a um tratamento térmico podem ser modificadas de maneira significativa

com posteriores ciclos de aquecimento e resfriamento, como no caso de operações de soldagem.



.

Têmpera ≠ Normalização ≠ Recozimento(resfriamentos rápidos, moderadamente rápidos e lentos)

A martensita somente é obtida com resfriamentos rápidos ou pode ser conseqüência de resfriamentos moderadamente

rápidos ?????

Neste caso, o material ou componente foi submetido a um tratamento térmico de têmpera ou normalização ?????



Figura 1: Resumo das transformações isotérmicas e contínuas no aço eutetóide [1].



Figura 2: Exemplos de transformações isotérmicas e contínuas no aço eutetóide [4].



Figura 3: Formação de diferentes microestruturas no aço eutetóideem função do tratamento térmico adotado [4].



(a) (b)

Figura 4: Influência do resfriamento na dureza (severidade da têmpera) do aço 1040. Resfriamentos em óleo (a) e água (b) [4].



Figura 5: Influência da geometria da amostra na formação de diferentesmicroestruturas no aço eutetóide [4].



Figura 6: Influência da geometria da amostra na dureza do aço 4140 (1%Cr, 0.9%Mn, 0.2%Mo e 0.4%C) [1].



Figura 7: Influência da temperatura de austenitização no tamanho de grão austenítico [4].



Figura 8: Nucleação e crescimento da perlita no aço eutetóide [4].



Figura 9: Ensaio Jominy [4].



Figura 10: Efeito dos elementos de liga na curva TTT do aço 4140 [6].



Figura 11: Curva CCT do aço 1110 (0.1C e 1.1Mn) [6].



Figura 12: Curva CCT do aço 1140 (0.4C e 1.1Mn) [6]..



Figura 13: Perfil radial de dureza para amostras cilíndricas dos aços 1040 e 4140 [1].



Figura 14: Curva CCT do aço 4340 (1.8% Ni, 0.8% Cr, 0.8% Mn, 0.3% Mo e 0.4% C) [6].



Figura 15: Curvas de temperabilidade dos aços 1040, 4140, 4340, 5140 e 8640.Diferentes composições químicas, mas todos com 0.4%C [1].



Figura 16: Curvas de temperabilidade de quatro aços da série 8600 (0.55%Ni, 0.5%Cr, 0.85%Mn e 0.2%Mo) com diferentes quantidades de carbono [1].



• 4340 (1.85% Ni, 0.8% Cr, 0.7% Mn, 0.25% Mo e 0.4% C) > CE = 0.85%• 4140 (1% Cr, 0.9% Mn, 0.2% Mo e 0.4% C) > CE = 0.79%• 8640 (0.55% Ni, 0.5% Cr, 0.85% Mn, 0.2% Mo e 0.4% C) > CE = 0.72%• 5140 (0.85% Cr, 0.8% Mn e 0.4% C) > CE = 0.70%• 1040 (0.4% C) > CE = 0.40%



Figura 17: Dureza de aços comuns em função da quantidade de carbono e microestrutura [1].



Figura 18: Representação esquemática do tratamento térmico de revenido pós-têmpera [6].



Figura 19: Martensita revenida (MEV): cementita globular (regiões claras) dispersa em matriz ferrítica (regiões escuras) [1].



Figura 20: Variação das propriedades mecânicas do aço 4340 temperado em óleo em função da temperatura de revenido [1].



Figura 21: Variação da dureza do aço eutetóide temperado em água em função da temperatura e tempo de revenido [1].



Importante

Fragilização no revenido(temper embrittlement)

≠

Fragilização da martensita revenida(tempered martensite embrittlement)



1. W. D. Callister Jr., Ciência e Engenharia de Materiais: uma Introdução. LTC Editora, Rio de Janeiro (2002).

4. R. A. Higgins, Propriedades e Estrutura dos Materiais em Engenharia. DIFEL, São Paulo (1992).

6. R. M. Brick, R. W. Pense and R. B. Gordon, Structure and Properties of Engineering Materials. McGraw-Hill Kogakusha, Tokio (1992).

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