Corpo de provas

Corpo de Prova

Corpo de prova é todo material utilizado como amostra para realização de ensaios mecânicos, para que por meio deles sejam obtidos resultados das características dos materiais. Um dos objetivos da realização de ensaios é obter novas informações sobre os materiais, sendo no desenvolvimento de novos materiais, de novos processos de fabricação e de novos tratamentos térmicos, para isso, os corpos de prova tem que seguir características especificadas de acordo com normas técnicas. Na maioria dos casos, o corpo de prova passa por tratamento térmico antes de ser ensaiado, de modo que, ao ir para o processo de testes esteja com as características mecânicas requisitadas. (AMAURI, 2000)

Tratamentos Térmicos

Segundo CHIAVERINI, 1986, as ligas ferro-carbono, antes de serem utilizadas na forma de peças, são, na maioria dos casos, principalmente quando aplicados em construção mecânica, submetidas a tratamentos térmicos. Tratamento térmico é um ciclo de aquecimento e resfriamento realizado nos metais com o objetivo de alterar as suas propriedades físicas e mecânicas, sem mudar a forma do produto. É normalmente associado com o aumento da resistência do material, mas também pode ser usado para melhorar a usinabilidade, a conformabilidade e restaurar a ductilidade depois de uma operação a frio. Logo, o tratamento térmico é uma operação que pode auxiliar outros processos de manufatura e/ou melhorar o desempenho de produtos, aumentando sua resistência ou alternando outras características desejáveis.

Segundo CALLISTER, 2002, os procedimentos convencionais de tratamento térmico para produção de aços martensíticos envolvem normalmente o resfriamento rápido e contínuo de uma amostra austenitizada em algum tipo de meio de resfriamento, tal como a água, o óleo ou o ar. As propriedades ótimas de um aço que foi submetido a um processo de têmpera e depois de revenimento podem ser obtidas somente se durante o tratamento térmico por têmpera a amostra tiver sido convertida para conter um elevado teor de martensita; a formação de qualquer perlita e/ou bainita irá resultar em uma combinação outra que não a melhor combinação de características mecânicas. Durante o tratamento de têmpera, é impossível resfriar a amostra a uma taxa uniforme ao longo de toda a sua extenção; as regiões na superfície irão sempre resfriar mais rapidamente do que as regiões no interior. Portanto, a austenita irá se transformar ao longo de uma faixa de temperaturas, produzindo uma possível variação nas microestruturas e propriedades em função da posição no interior de uma amostra. O sucesso de um tratamento térmico de aços para produzir uma estrutura predominantemente martensítica ao longo de toda a seção reta do material depende principalmente de três fatores: (1) da composição da liga, (2) do tipo e da natureza do meio de resfriamento e (3) do tamanho e da forma da amostra.

Recozimento

        Seus objetivos são os seguintes: remover tensões devidas a tratamentos mecânicas, diminuir a dureza, aumentar a ductilidade, regularizar a textura brutra de fusão, eliminar, finalmente, o efeito de quaisquer tratamentos térmicos ou mecânicos a que o aço tenha sido submetido anteriormente. Conforme mostrado na figura B, a estrutura resultante do recozimento é a normal, ou seja, ferrita mais perlita, se o aço for hipoeutetóide, perlita mais cementita, se o aço for hipereutetóide e somente perlita, se for eutetóide. (CHIAVERINI 1986)

[pic 1]

Figura B – Diagrama esquemático representativo do tratamento de recozimento

Fonte: < http://www.proterm.com.br/2006/html/servicos5.php>

Normalização

Conforme mostra a Figura C, os objetivos da normalização são idênticos aos do recozimento, com a diferença de que se procura obter uma granulação mais fina e, portanto, melhores propriedades mecânicas. As condições de aquecimento do material são idênticas às que ocorrem no recozimento, porém o resfriamento é mais rápido: ao ar. A estrutura obtida é a mesma da obtida no recozimento, porém mais uniforme e fina. A normalização é ainda utilizada como tratamento preliminar à têmpera e revenido, justamente porque, sendo a estrutura normalizada mais homogênea que a de um aço laminado, por exemplo, reduz-se a tendência ao empenamento e facilita-se a solução de carbonetos e elementos de liga, principalmente quando o aço é ligado. (CHIAVERINI 1986)

[pic 2]

Figura C – Diagrama esquemático representativo do tratamento de normalização

Fonte: < http://www.proterm.com.br/2006/html/servicos3.php>

Têmpera

A Têmpera refere-se a um tratamento térmico de aços no qual ocorre um resfriamento rápido, para aumentar a dureza e a resistência do material. É dividido em duas etapas: aquecimento e resfriamento rápido. O objetivo do resfriamento é a organização dos cristais do metal, numa fase chamada austenitização. Já o resfriamento visa obter a estrutura martensita (Figura D). O objetivo da Têmpera é conduzir o aço a uma fase, na qual se obtenha o melhor arranjo possível dos cristais do aço, para obter a dureza desejada. Cada aço tem sua composição, a temperatura varia de aço para aço. O próprio tempo de exposição da peça na temperatura de austenização é considerado quando se faz a sua têmpera. Cada aço tem uma temperatura de austenização, que é aquela que proporciona o máximo de dureza. Essa temperatura é obtida dentro de fornos, os quais podem ser por chama ou por indução elétrica. Dependendo da necessidade, a austenização, e consequentemente a têmpera, vai ocorrer apenas na superfície da peça ou em toda ela. A segunda etapa da têmpera é o resfriamento, o qual deve ser brusco, em óleo ou água. A rapidez do resfriamento é importante para impedir que o aço mude para fase diferente daquela que se obteve na temperatura de austenização (obter estrutura martensítica). É o tratamento térmico mais importante dos aços, principalmente os que são utilizados em construção mecânica. As condições de aquecimento são muito semelhantes às que ocorrem no recozimento e na normalização. O resfriamento, entretanto, é muito rápido, empregando geralmente meios líquidos para resfriar as peças. Este tratamento resulta em modificações muito intensas nos aços, que levam a um grande aumento da dureza, da resistência ao desgaste, da resistência à tração, ao mesmo tempo em que as propriedades relacionadas à ductilidade sofrem uma apreciável diminuição. Além disso, tensões internas são geradas em grande intensidade. Os inconvenientes causados por essas tensões internas geradas, associadas à excessiva dureza e quase total ausência de ductilidade, exigem um tratamento térmico posterior chamado revenido, que melhora a ductilidade e a tenacidade. A têmpera é um processo bastante geral e pode ser aplicado a uma grande variedade de aços. (CHIAVERINI 1986)