Tratamento Termico

3. TRATAMENTOS TÉRMICOS

3.1. TÊMPERA

Consiste no resfriamento rápido do aço de uma temperatura superior à sua temperatura crítica ( mais ou 50ºC acima da linha A1 os hipereutetóides) em um meio como óleo, água, salmoura ou mesmo ar ).A velocidade de resfriamento, nessas condições, dependerá do tipo de aço, da forma e das dimensões das peças.

Como na têmpera o constituinte final desejado é a martensita, o objetivo dessa operação, sob o ponto de vista de propriedades mecânicas, é o aumento da dureza deve verificar-se até uma determinada profundidade.

Resultam também da têmpera redução da ductilidade (baixos valores de alongamento e estricção), da tenacidade e o aparecimento de apreciáveis tensões internas. Tais inconvenientes são atenuados ou eliminados pelo revenido. Para que a têmpera seja bem sucedida vários fatores devem ser levados em conta. Inicialmente, a velocidade de esfriamento deve ser tal que impeça a transformação da austenita nas temperaturas mais elevadas, em qualquer parte da peça que se deseja endurecer.

3.2. REVENIMENTO

O revenimento é o tratamento térmico que normalmente sempre acompanha a têmpera, pois elimina a maioria dos inconvenientes produzidos por esta; além de aliviar e remover as tensões internas, corrige as excessivas dureza e fragilidade do material, aumentando sua ductibilidade e resistência ao choque. O aquecimento na martensita permite a reversão do reticulado instável ao reticulado estável cúbico centrado, produz reajustamento internos que aliviam as tensões e, além disso, uma precipitação de partículas de carbonetos que cresce e se aglomeram de acordo com a temperatura e o tempo.

Conforme a temperatura de revenimento verificam-se as seguintes transformações:

- Entre 25º e 100ºC, ocorre segregação ao uma redistribuição do carbono em direção a discordância; essa pequena precipitação localizada do carbono pouco afeta a dureza. O fenômeno é predominante em aços de alto carbono;

- Entre 100º a 250ºC , as vezes chamado primeiro estágios do renimento, ocorre precipitação de carboneto de ferro do tipo epsilon, de fórmula Fe2-3C , e reticulado hexagonal; este carboneto pode estar ausente em aços de baixo carbono e de baixo teor em liga; a dureza Rockwell começa a cair, podendo chegar a 60;

- Entre 200º a 300ºC, as vezes chamado de segundo estágio do revenimento ocorre transformação de austenita retida em bainita; a transformação ocorre somente em aços-carbono de médio e alto teor de carbono; a dureza Rockwell continua a cair;

- Entre 250º a 350ºC, as vezes é chamado de terceiro estágio do revenido forma-se um carboneto metaestável, de fórmula Fe5C2 ; quando ocorre esta transformação, verifica-se em aços de alto carbono; a estrutura visível ao microscópio é uma massa escura, que era chamada “troostita” , denominação não mais utilizada; a dureza Rockwell continua caindo, podendo atingir valores pouco acima a 50;

- Entre 400º a 600ºC, ocorre uma recuperação da subestrutura de discordância; os aglomerados de Fe3C passam a uma esferoidal, ficando mantida uma estrutura de ferrita fina acicular; a dureza Rockwell cai para valores de 45º a 25º;

- Entre 500º a 600ºC, somente noa aços contendo Ti, Cr, Mo, V, Nb ou W, há precipitação de carboneto de liga; a transformação é chamada “endurecimento secundário” ou quarto estágio do revenido;

- Finalmente, entre 600º a 700ºC , ocorre recristalização de crescimento de grão; a cementita precipitada apresenta forma nitidamente esferoidal; a ferrita apresenta forma equi-axial; a estrutura é frequentemente chamada “esferoidita” e caracteriza-se por ser por muito tenaz e de baixa dureza, variando de 5 a 20 Rockwell C.

Pelo o que acaba de ser exposto, percebe-se que a temperatura de revenimento pode ser escolhida de acordo com a combinação de propriedades mecânicas que se deseja no aço temperado.

3.3. NORMALIZAÇÃO

Consiste no aquecimento do aço a uma temperatura acima da zona crítica, seguindo de resfriamento no ar. Para os aços hipoeutetóides, pode-se admitir que a temperatura de aquecimento ultrapassasse a linha A3 e para os hipereutetóides a linha Acm sem os inconvenientes, neste último caso, no esfriamento ao ar que se seguem da formação do invólucro frágil de carbonetos. A normalização visa refinar a granulação grosseira de peças de aço fundindo principalmente, frequentemente, e com o mesmo objetivo, a normalização é aplicada em peças depois de laminadas ou forjadas.

A normalização é ainda usada como tratamento preliminar à têmpera e ao revenido, justamente para produzir estrutura mais uniforme do que a obtida por laminação. Os constituintes que se obtém na normalização são ferrita e perlita fina ou cementita e perlita fina. Eventualmente, dependendo do tipo de aço, pode-se obter a bainita.

3.4. RECOZIMENTO

É o tratamento térmico realizado com o fim de alcançar um ou vários seguintes objetivos: remover tensões devidas ao tratamento mecânico