Tratamento Termico

Os tratamentos térmicos são um conjunto de operações que têm por objetivo modificar as propriedades dos aços e de outros materiais através de um conjunto de operações que incluem o aquecimento e o resfriamento em condições controladas.

Os principais tipos de tratamento térmico associados às operações de soldagem são: recozimento; normalização; revenimento

Recozimento, normalização, têmpera, revenimento e coalescimento são os tipos de tratamento térmico mais comum

3.1 Recozimento

O recozimento visa reduzir a dureza do aço, aumentar a usinabilidade, fascilitar o trabalho a frio ou atingir a microestrutura ou as propriedades desejadas.

O recozimento é composto de três estágios:

Recuperação - Este primeiro estágio do recozimento é verificado a temperaturas baixas. Nele ocorre um re-arranjo das discordâncias, de modo a adquirir configurações mais estáveis, embora não haja, pelo menos aparentemente, mudança na quantidade de defeitos presentes. Não há nenhum efeito sensível sobre as propriedades do material.

Recristalização – Em temperaturas mais elevadas, verifica-se grande alteração na microestrutura do metal, com variações nas propriedades mecânicas. A recristalização é um fenômeno de nucleação.

Crescimento de Grão – A temperaturas mais elevada, os grãos recristalizados tendem a crescer, mediante um mecanismo que consiste na absorção por parte de alguns grãos dos grãos circuvizinhos. A força propulsora do crescimento de grão é a energia superficial dos contornos de grão dos grãos recristalizados.

3.1.1 Recozimento Pleno

Consiste em austenetizar o aço e resfriar lentamente

Aços hipoeutetódes - +ou- 50o C acima de A3

Aços hipereutetóides - + ou - 50oC acima de A1

3.1.2 Recozimento Subcrítico e Alívio de Tensão

Este tratamento visa recuperar a dutilidade do aço trabalhando a frio.

Consiste em aquecer o aço a uma temperatura abaixo de A1, normalmente na faixa de 600 a 680o C, seguido de resfriamento lento.

Neste processo não ocorre a transformação da Austenita, pois não chega a temperatura de austenitização.

3.2 Normalização

A normalização consiste na austenitização completa do aço, seguida de resfriamento ao ar. Tem por objetivo refinar e homogeinizar a estrutura do aço, conferindo-lhe melhores propriedades do que o recozimento.

É indicado normalmente para homogeinização da estrutura após o forjamento antes da tempera ou revenimento.

Se compararmos a estrutura normalizada da recozida tem-se na estrutura normalizada:

Num aço hipoeutetóide, possivelmente menor quantidade de ferrita proeutetóide, e perlita mais fina. Em termos de propriedade mecânica a dureza e a resistência mecânica mais elevada, ductilidade mais baixa e resistência ao impacto semelhante.

Num aço hipereutetóide, menos carbonetos em rede ou massivos, e distribuição mais uniforme dos carbonetos resultantes, devido a dissolução para a normalização do que para revenimento.

A Normalização pode ser usada:

Refino de grão e homogeinização da estrutura visando obter melhor resposta na tempera e revenimento posterior.

Melhoria da Usinabilidade

Refino de estruras brutas de fusão (peças fundidas)

Obter as propriedades mecânicas desejadas.

3.3 Têmpera

A tempera consiste em resfriar o aço, apartir de uma temperatura de austenitização, a uma velocidade suficiente rápida (água, salmoura, óleo e ar) para evitar as transformações perlíticas e bainíticas na peça em questão. Deste modo obtêm-se a estrutura martensita.

Essa velocidade de resfriamento dependerá da posição das curvas em C, ou seja do tipo do aço e da forma e dimensões da peça.

Depois da tempera com a formação da martensita, o material apresenta níveis de tensões internas muito alto, devido ao resfriamento drástico e pela brusca mudança de fases, então imediatamente após a têmpera, é preciso que essas tensões sejam aliviadas ou eliminadas, para devolver ao aço o equilíbrio necessário.

3.4 Revenimento

Este tratamento consiste em aquecer uniformemente até a temperatura abaixo da austenitização, mantendo o aço nesta temperatura por tempo suficiente para completa homogeinização da temperatura.

Dependendo da temperatura, pequenas ou grandes alterações nas estruturas martensíticas resultam.

Essas modificações estruturais apresentam a seguinte seguência:

Entre 100o e 200oC – Não há modificações estruturais sensíveis. As estruturas quando atacadas apresenatam aspectos mais claros, à temperatura mais baixa, à temperaturas mais altas, aspectos mais escuros. Num aço com compoição próximo ao eutetóide, a dureza cai para RC 60. A tensão começa a ser aliviada.

Entre 200o e 260oC – O aço começa a perder mais dureza, embora não se verifique nenhuma modificação estrutural notável.

Entre 260o e 360oC – Inicia-se uma precpitação de carbonetos finos, a qual origina uma estrutura com aparência de um agregado escuro onde ainda se nota a origem martensítica. Esta estrutura às vezes chamada de troostita. A dureza cai, chegando a valores em torno de 50 RC.

Entre 360o e 730oC – Nesta faixa ocorrem as maiores mudanças estruturais e mecânicas. Quanto mais elevada a temperatura de revenido, mais grossas se tornam as partículas de cementita precipitada, as quais ficam perfeitamente visíveis numa matriz ferrítica. As estruturas são normalmente chamadas de “sorbida” e a dureza a RC 30. Nas proximidades da temperatura correspondente a A1 (720oC por exemplo), as partículas de cementita