Ferros & aços I-30: Tratamentos térmicos

Efeito da velocidade de resfriamento

As transformações vistas no diagrama Fe-C pressupõem velocidades de resfriamento bastante baixas, de forma que todos os rearranjos atômicos possam se completar. Mudanças importantes podem acontecer se o aço, sob temperatura acima de 727°C, for bruscamente resfriado. As transformações podem não se efetivar totalmente e outras podem ocorrer, afetando sensivelmente as propriedades mecânicas.

O gráfico da Figura 01 é um exemplo aproximado para um aço eutetóide, considerado inicialmente em temperatura na região da austenita (acima de 727°C, linha A) e posteriormente resfriado.

Fig 01

Essas curvas são conhecidas como TTT (tempo, temperatura, transformação).

Exemplo: se rapidamente resfriado para T = 500°C e mantido nessa temperatura, a transformação da austenita começa em t0 e termina em t1. Ou melhor, a curva vermelha marca o início da transformação e a azul, o término.

Na parte superior (de 700 até aproximadamente 560°C) há formação de perlita, tanto mais fina (e dura) quanto menor a temperatura.

Na parte inferior (de 560 até cerca de 200°C) há formação de bainita (ferrita mais carboneto de ferro fino), de dureza maior que a perlita anterior e, de forma similar, mais dura em temperaturas mais baixas.

Entretanto, na faixa de 200°C, há formação de uma nova estrutura, a martensita, em forma de agulhas e bastante dura (superior às anteriores). A linha Horizontal Mi marca o início e a Mf, o fim da transformação.

A formação da martensita é o princípio básico da têmpera dos aços, isto é, o tratamento térmico para aumentar a dureza. Entretanto, nem todos os aços admitem têmpera. Em geral, somente com teor de carbono acima de 0,3% e velocidade de resfriamento alta.

Generalidades

A têmpera, rapidamente comentada no tópico anterior, é apenas um dos possíveis tratamentos térmicos. De forma genérica, pode-se dizer que os tratamentos térmicos de aços (e também de outros metais) têm o objetivo de proporcionar alterações de propriedades mecânicas, térmicas, químicas, elétricas ou magnéticas para atender os processos de fabricação ou as especificações finais do produto.

Há uma variedade de tratamentos para, por exemplo, aumentar dureza e tenacidade, melhorar ductilidade e facilidade de trabalho, remover tensões residuais, refinar estrutura de grãos, aumentar resistência ao desgaste, melhorar resistência à corrosão, etc. A tabela abaixo dá um resumo dos principais tipos de tratamento para aços. Nos próximos tópicos, comentários e informações sobre os mais usuais.

Recozimento Normalização TêmperaEndurecimento superficial

• recozimento completo• alívio de tensões• esferoidização

• têmpera e revenido convencionais• austêmpera• martêmpera

• cementação• nitretação• têmpera superficial• carbo-nitretação ...