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Tratamentos Trmicos
Professor Ruy Alexandre Generoso
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TratamentosTratamentos TTrmicosrmicos
Finalidade:
Alterar as microestruturas e comoconseqncia as propriedades
mecnicas das ligas metlicas
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Objetivos:- Remoo de tenses internas
- Aumento ou diminuio da dureza- Aumento da resistncia mecnica
- Melhora da ductilidade- Melhora da usinabilidade
TratamentosTratamentos TTrmicosrmicos
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Objetivos:- Melhora da resistncia ao desgaste
- Melhora da resistncia corroso- Melhora da resistncia ao calor
- Melhora das propriedades eltricase magnticas
TratamentosTratamentos TTrmicosrmicos
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MATERIAL + TRATAMENTO TMATERIAL + TRATAMENTO TRMICORMICO
O TRATAMENTO TO TRATAMENTO TRMICO ESTRMICO EST
ASSOCIADO DIRETAMENTEASSOCIADO DIRETAMENTECOM O TIPO DE MATERIAL.COM O TIPO DE MATERIAL.
PORTANTO, DEVE SERPORTANTO, DEVE SERESCOLHIDO DESDE O INESCOLHIDO DESDE O INCIO DOCIO DOPROJETOPROJETO
TratamentosTratamentos TTrmicosrmicos
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FatoresFatores dede InflunciaInfluncia
TemperaturaTemperatura
TempoTempo
VelocidadeVelocidade dede resfriamentoresfriamentoAtmosferaAtmosfera **
* para evitar a oxidao ou perda de algum elemento
qumico (ex: descarbonetao dos aos)
**parapara evitarevitar aa oxidaoxidaoo ouou perdaperda dede algumalgum elementoelemento
ququmicomico(ex:(ex:descarbonetadescarbonetaoodosdosaaosos))
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dependedepende dodo tipotipo de material ede material e dadatransformatransformaoo dede fasefase ououmicroestruturamicroestrutura desejadadesejada..
FatoresFatores dede InflunciaInflunciaTemperatura:TemperaturaTemperatura::
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FatoresFatores dede InflunciaInflunciaTempo:Tempo:Tempo:
O tempo deO tempo de tratamentotratamento ttrmicormicodependedepende muitomuito dasdas dimensesdimenses dadapepeaa ee dada microestruturamicroestrutura desejadadesejada..
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QuantoQuanto maiormaior o tempo:o tempo:
maiormaior aa seguranseguranaa dada completacompletadissoludissoluoo dasdas fasesfases paraparaposteriorposterior transformatransformaoo
maiormaior serser oo tamanhotamanho dede grogro
FatoresFatores
dede
InflunciaInfluncia
Tempo:Tempo:
TemposTemposlongoslongosfacilitamfacilitamaaoxidaoxidaoo
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DependeDepende
dodo
tipotipo
de material ede material e
dada transformatransformaoo dede fasefase ououmicroestruturamicroestrutura desejadadesejada..
FatoresFatores dede InflunciaInflunciaVelocidade de Resfriamento:Velocidade de Resfriamento:
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oo maismais importanteimportante porqueporque eleelequeque efetivamenteefetivamente determinardeterminar aamicroestruturamicroestrutura,, alalmm dada
composicomposioo ququmicamica do materialdo material
FatoresFatores dede InflunciaInflunciaVelocidade de Resfriamento:Velocidade de Resfriamento:
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PrincipaisPrincipais MeiosMeios dede ResfriamentoResfriamento
AmbienteAmbiente dodo fornoforno (+(+ brandobrando))
ArAr BanhoBanho dede saissais ouou metalmetal fundidofundido
((maismais comumcomum o deo de PbPb))
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PrincipaisPrincipais MeiosMeios dede ResfriamentoResfriamento
leoleoguagua
SoluSolueses aquosasaquosas dede NaOHNaOH((hidrhidrxidoxido dede ssdiodio), Na), Na22COCO33
((carbonatocarbonato dede ssdiodio)) ouou NaClNaCl((cloretocloreto dede ssdiodio))maismais severosseveros
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EscolhaEscolha dodo MeioMeio dede ResfriamentoResfriamento
ObtenObtenoo dasdas caractercaractersticassticas finaisfinaisdesejadasdesejadas ((microestruturasmicroestruturas eepropriedadespropriedades););
SemSem oo aparecimentoaparecimento dede fissurasfissuras eeempenamentoempenamento nana pepeaa;;
SemSem aa gerageraoo dede grandegrandeconcentraconcentraoo dede tensestenses
um compromisso entre: um compromisso entre:
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PrincipaisPrincipais TratamentosTratamentos TTrmicosrmicos
TratamentosTratamentos TTrmicosrmicos
RecozimentoRecozimento
NormalizaNormalizaoo
TmperaTmperae Revenidoe Revenido
EsferoidizaEsferoidizaoo ououCoalescimentoCoalescimento
AlAlvio de tensesvio de tensesRecristalizaRecristalizaooHomogeneizaHomogeneizaooTotal ou PlenoTotal ou Pleno
IsotIsotrmicormico
SolubilizaSolubilizaoo eeenvelhecimentoenvelhecimento
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RECOZIMENTORECOZIMENTO
oo tratamentotratamento ttrmicormico queque temtemporpor finalidadefinalidade eliminareliminar aa durezadureza dede
umauma pepeaa temperadatemperada ouou normalizarnormalizarmateriaismateriais comcom tensestenses internasinternasresultantesresultantes dodo forjamentoforjamento,, dadalaminalaminaoo,, trefilatrefilaoo etc..etc..
Definio:Definio:
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RECOZIMENTORECOZIMENTO
RemoRemooo dede tensestenses internasinternasdevidodevido aosaos tratamentostratamentos mecnicosmecnicos
DiminuirDiminuir aa durezadureza parapara melhorarmelhorar aausinabilidadeusinabilidade
AlterarAlterar asas propriedadespropriedades mecnicasmecnicascomocomo aa resistnciaresistncia ee ductilidadeductilidade
Objetivos:Objetivos:
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RECOZIMENTORECOZIMENTO
AjustarAjustar oo tamanhotamanho dede grogro MelhorarMelhorar asas propriedadespropriedades eleltricastricas
ee magnmagnticasticas ProduzirProduzir umauma microestruturamicroestrutura
definidadefinida
Objetivos:Objetivos:
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RECOZIMENTO:RECOZIMENTO: ProcessoProcesso
AquecimentoAquecimento AA pepeaa aquecidaaquecida aa umauma temperaturatemperatura
queque variavaria dede acordoacordo com o material a sercom o material a ser recozidorecozido..((EntreEntre 500500C e 900C e 900C).C).AA escolhaescolha dada temperaturatemperatura dede recozimentorecozimento feitafeitamediantemediante consultaconsulta aa umauma tabelatabela..
1 Fase:1 Fase:
770C770CAAo 1090o 1090
800C800CAAo 1040o 1040 10501050
900900CCAAo ro rpidopido
785C785CAAo 1060o 1060 10801080
TEMPERATURATEMPERATURAMATERIALMATERIAL
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RECOZIMENTO:RECOZIMENTO: ProcessoProcesso
ManutenManutenoo dada temperaturatemperatura AA pepeaa devedeve
permanecerpermanecer aquecidaaquecida porpor algumalgum tempotempo nana temperaturatemperatura
recomendadarecomendada parapara queque asas modificamodificaeses atinjamatinjam todatoda aamassamassa dada mesmamesma..
2 Fase:2 Fase:
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RECOZIMENTO:RECOZIMENTO: ProcessoProcesso
ResfriamentoResfriamento Deve ser feito lentamente. QuantoDeve ser feito lentamente. Quanto
maior for a porcentagem de carbono do amaior for a porcentagem de carbono do ao, mais lento.o, mais lento.No resfriamento so adotados os seguintesNo resfriamento so adotados os seguintes
processos:processos:
3 Fase:3 Fase:
11 -- ExposiExposio da peo da pea aquecida ao ar livre. (Processoa aquecida ao ar livre. (Processopouco usado).pouco usado).22 -- ColocaColocao da peo da pea em caixas contendo cal, cinza,a em caixas contendo cal, cinza,
areia ou outros materiais que devem estar bemareia ou outros materiais que devem estar bemsecos.secos.33 -- Deixando a peDeixando a pea esfriar dentro do pra esfriar dentro do prprio forno.prio forno.
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TIPOS DE RECOZIMENTOTIPOS DE RECOZIMENTO
RecozimentoRecozimento parapara alalviovio dede tensestenses
((qualquerqualquer ligaliga metmetlicalica)) RecozimentoRecozimento parapara recristalizarecristalizaoo((qualquerqualquer ligaliga metmetlicalica))
RecozimentoRecozimento parapara homogeneizahomogeneizaoo((parapara pepeasas fundidasfundidas))
RecozimentoRecozimento totaltotal ouou plenopleno ((aaosos)) RecozimentoRecozimento isotisotrmicormico ouou ccclicoclico ((aaosos))
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RECOZIMENTORECOZIMENTO
PARA ALPARA ALVIO DE TENSESVIO DE TENSES ObjetivoObjetivo
Remoo de tenses internas originadas deprocessos (tratamentos mecnicos, soldagem,corte, )
TemperaturaTemperaturaNo deve ocorrer nenhuma transformao de fase
ResfriamentoResfriamentoDeve-se evitar velocidades muito altas devido aorisco de distores
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RECOZIMENTORECOZIMENTO
PARA RECRISTALIZAPARA RECRISTALIZAOO
ObjetivoObjetivoElimina o encruamento gerado pela deformao frio
TemperaturaTemperaturaNo deve ocorrer nenhuma transformao de fase
ResfriamentoResfriamentoLento (ao ar ou ao forno)
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RECOZIMENTORECOZIMENTO
HOMOGENEIZAHOMOGENEIZAOO
ObjetivoObjetivoMelhorar a homogeneidade da microestruturadepeas fundidas
TemperaturaTemperaturaNo deve ocorrer nenhuma transformao de fase
ResfriamentoResfriamentoLento (ao ar ou ao forno)
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RECOZIMENTORECOZIMENTO
TOTAL OU PLENOTOTAL OU PLENOObjetivo
Obter dureza e estrutura controlada para osaosTemperatura
Hipoeutetide 50 C acima da linha A3Hipereutetide Entre as linhas Acm e A1
ResfriamentoLento (dentro do forno) implica em tempolongo de processo (desvantagem)
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ConstituintesConstituintes EstruturaisEstruturais resultantesresultantesHipoeutetHipoeutetideide ferritaferrita ++ perlitaperlita grosseiragrosseiraEutetEutetideide perlitaperlita grosseiragrosseira
HipereutetHipereutetideide
cementitacementita ++ perlitaperlita grosseiragrosseira** A pelita grosseira ideal para melhorar a
usinabilidade dos aos baixo e mdio carbono
* Para melhorar a usinabilidade dos aos altocarbono recomenda-se a esferoidizao
RECOZIMENTORECOZIMENTO
TOTAL OU PLENOTOTAL OU PLENO
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RECOZIMENTORECOZIMENTO
ISOTISOTRMICO OU CRMICO OU CCLICOCLICO
A diferena do recozimento pleno est noresfriamento que bem mais rpido, tornando-omais prtico e mais econmico,
Permite obter estrutura final + homognea No aplicvel para peas de grande volume
porque difcil de baixar a temperatura do ncleo
da mesma Esse tratamento geralmente executado em
banho de sais
Usado para aosUsado para aos
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ESFEROIDIZAESFEROIDIZAOO
OU COALESCIMENTOOU COALESCIMENTODefinio
Produo de uma estruturaglobular ou esferoidal decarbonetos no ao.
AAoo coalescidocoalescido:: esferoiditaesferoidita -- Ataque: reativo deAtaque: reativo de nitalnital
Melhora a usinabilidade,especialmente dos aos altocarbono;
Facilita a deformao a frio.
Objetivo
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OUTRAS MANEIRAS DE PRODUZIROUTRAS MANEIRAS DE PRODUZIR
ESFEROIDIZAESFEROIDIZAO OU COALESCIMENTOO OU COALESCIMENTO
Aquecimento por tempo prolongado auma temperatura logo abaixo da linhainferior da zona crtica,
Aquecimento e resfriamentos alternadosentre temperaturas que esto logo
acima e logo abaixo da linha inferior detransformao.
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NORMALIZANORMALIZAOO
Definio:
Tratamento tTratamento trmico semelhante ao Recozimento. Tratarmico semelhante ao Recozimento. Trata--sesede um aquecimento do ade um aquecimento do ao ato at a temperatura da zonaa temperatura da zonacrcrtica (formatica (formao deo de austenitaaustenita), por), porm, com resfriamentom, com resfriamentomais rmais rpido,pido, temperatura ambiente, resultando em umatemperatura ambiente, resultando em uma
estrutura com granulaestrutura com granulao mais fina.o mais fina.
A resistncia mecnica obtida na normalizaA resistncia mecnica obtida na normalizaoo mais altamais altaque no recozimento, porque no recozimento, porm a ductilidadem a ductilidade menor.menor.
muitas vezes utilizada como tratamento de pemuitas vezes utilizada como tratamento de peasasusinadasusinadas, forjadas, etc., para prepar, forjadas, etc., para prepar--las para a Tmpera.las para a Tmpera.
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NORMALIZANORMALIZAOO
Objetivos:
Refinar o gro
Melhorar a uniformidade damicroestrutra
* usada antes da tmpera e revenido
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TemperaturaHipoeutetide acima da linha A3
Hipereutetide acima da linha Acm*
* No h formao de um invlucro de carbonetos frgeis devido a velocidade derefriamento ser maior
ResfriamentoAo ar (calmo ou forado)
NORMALIZANORMALIZAOO
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Constituintes Estruturais resultantesHipoeutetide ferrita + perlita fina
Eutetideperlita finaHipereutetidecementita + perlita fina
* Conforme o ao pode-se obter bainitaEm relao ao recozimento a
microestrutura mais fina, apresentamenor quantidade e melhor distribuiode carbonetos
NORMALIZANORMALIZAOO
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TMPERATMPERA
Objetivos:- Aumento na dureza- Aumento na resistncia trao- Reduo na tenacidade (o ao se torna quebradio)
A tmpera gera tenses deve-se fazer umrevenimento posteriormente
Definio:Tratamento aplicado aos aos com teor de carbono igual
ou maior do que 0,4% visando obter estruturamatenstica..
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TMPERATMPERA
AquecimentoAquecimento AA pepeaa aquecidaaquecida emem
fornoforno ouou forjaforja,, atat umauma temperaturatemperatura
recomendadarecomendada. (. (PorPor voltavolta de 800de 800CC parapara osos aaosos
aoao carbonocarbono).).
1 Fase:1 Fase:
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TMPERATMPERA
ManutenManutenoo dada temperaturatemperaturaAtingidaAtingida aa
temperaturatemperatura desejadadesejada estaesta devedeve serser mantidamantida porpor
algumalgum tempotempo afimafim dede uniformizaruniformizar oo aquecimentoaquecimento
emem todatoda aa pepeaa..
2 Fase:2 Fase:
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TMPERATMPERA
ResfriamentoResfriamento AA pepeaa uniformementeuniformemente
aquecidaaquecida nana temperaturatemperatura desejadadesejada resfriadaresfriada emem
guagua,, leoleo ououjatojato dede arar..
3 Fase:3 Fase:
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TMPERA:TMPERA: TabelaTabela bbsicasica
leoVermelho
escuro800C550CAo Prata
leoVermelhocereja
775C500CAo 1090
gua ou leoVermelho
escuro790C500C
Ao 1060 a1080
leoBranco1300C550C a 900CAo Rpido
guaVermelho830C500CAo 1040 a
1050
ResfriamentoCor do
Material naTemperatura
TmperaPr-
aquecimento
TEMPERA
Material
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TMPERA:TMPERA: ObservaObservaeses
** OO controlecontrole dada temperaturatemperatura durantedurante ooaquecimentoaquecimento,, nosnos fornosfornos,, feitofeito porpor aparelhosaparelhos
denominadosdenominados pirmetrospirmetros..** NasNas forjasforjas oo mecnicomecnico identificaidentifica aatemperaturatemperatura pelapela corcor do materialdo material aquecidoaquecido..
** DeDe ininciocio oo aquecimentoaquecimento devedeve ser lento, (ser lento, (prpr--aquecimentoaquecimento),), afimafim dede nono provocarprovocar defeitosdefeitos nanapepeaa..** AA manutenmanutenoo dada temperaturatemperatura variavaria dedeacordoacordo com a formacom a forma dada pepeaa..
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REVENIMENTOREVENIMENTO
o tratamento trmico que se faz nos aos j
temperados.O revenimento feito aquecendo-se a pea
temperada at uma certa temperatura,
resfriando-a em seguida.
As temperaturas de revenimento so
encontradas em tabelas e para os aos carbono evariam entre 210C e 320C.
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REVENIMENTOREVENIMENTO
ObjetivosObjetivos::
- Alivia ou remove tenses
- Corrige a fragilidade, aumentando atenacidade. (Diminui um pouco a dureza da
pea, porm aumenta consideravelmente a sua
resistncia aos choques.)
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REVENIMENTOREVENIMENTO
AquecimentoAquecimento Feito geralmente em fornosFeito geralmente em fornos
controlandocontrolando--se a temperatura com pirmetro. Nosse a temperatura com pirmetro. Nospequenos trabalhos o aquecimento pode ser feitopequenos trabalhos o aquecimento pode ser feitoapoiandoapoiando--se a pese a pea polida, em um bloco de aa polida, em um bloco de aoo
aquecido ao rubro. O forte calor que desprende doaquecido ao rubro. O forte calor que desprende dobloco, aquece lentamente a pebloco, aquece lentamente a pea, produzindo nestaa, produzindo nestauma colorauma colorao que variao que varia medida que amedida que a
temperatura aumenta. Essas cores, que possibilitamtemperatura aumenta. Essas cores, que possibilitamidentificar a temperatura da peidentificar a temperatura da pea, so denominadasa, so denominadascores decores de revenimentorevenimento..
1 Fase:1 Fase:
REVENIMENTO
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REVENIMENTO:REVENIMENTO: TabelaTabela de Coresde Cores
320CAzul acinzentado260
CCastanho claro
300CAzul marinho240CAmarelo escuro
290CAzul escuro230
CAmarelo
280CVioleta220
CAmarelo palha
310CAzul claro250
CAmarelo ouro
270CCastanho avermelhado210C
Amarelo claro
REVENIMENTOREVENIMENTO
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REVENIMENTOREVENIMENTO
ManutenManutenoo dada TemperaturaTemperatura PossPossvelvel
quando o aquecimentoquando o aquecimento feito em fornos.feito em fornos.
2 Fase:2 Fase:
REVENIMENTOREVENIMENTO
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REVENIMENTOREVENIMENTO
ResfriamentoResfriamento OO resfriamentoresfriamento dada pepeaapodepode ser:ser:
3 Fase:3 Fase:
Lento: deixandoLento: deixando--a esfriar naturalmente.a esfriar naturalmente.
RRpido: mergulhandopido: mergulhando--a ema emgua ougua ouleo.leo.
REVENIMENTOREVENIMENTO
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150- 230C os carbonetos comeam aprecipitar
Estrutura:Estrutura: martensitamartensita revenidarevenida(escura, preta)Dureza: 65 RC 60-63 RC
230-400C os carbonetos continuam aprecipitar em forma globular(invisvel ao microscpio)
Estrutura: TROOSTITAEstrutura: TROOSTITADureza: 62 RC 50 RC
REVENIMENTOREVENIMENTO
REVENIMENTOREVENIMENTO
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400- 500C os carbonetos crescem emglbulos, visveis ao microscpio
Estrutura: SORBITAEstrutura: SORBITADureza: 20 45 RC
650-738C os carbonetos formam partculasglobulares
Estrutura: ESFEROIDITAEstrutura: ESFEROIDITADureza: < 20 RC
REVENIMENTOREVENIMENTO
REVENIMENTOREVENIMENTO
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Ocorre em determinados tipos de aos
quando aquecidos na faixa de temperaturaentre 375375 475475 CC ou quando resfriadoslentamente nesta faixa.
A fragilidade ocorre mais rapidamente nafaixa de470470475475 CC
A fragilidade s revelada no ensaio deresistncia ao choque, no h alterao namicroestrutura.
REVENIMENTOREVENIMENTO
FRAGILIDADEFRAGILIDADE
AAOS SUSCEPTOS SUSCEPTVEISVEIS
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AAOS SUSCEPTOS SUSCEPTVEISVEIS
FRAGILIDADE DO REVENIMENTOFRAGILIDADE DO REVENIMENTOAos-liga de baixo teor de liga
Aos que contm apreciveis quantidades de Mn, Ni, Cr, Sb*, P, S
Aos ao Cr-Ni so os mais suceptveis aofenmeno
* o mais prejudicial
COMO MINIMIZAR A FRAGILIDADECOMO MINIMIZAR A FRAGILIDADE
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COMO MINIMIZAR A FRAGILIDADECOMO MINIMIZAR A FRAGILIDADE
DO REVENIMENTODO REVENIMENTO
Manter os teores de P abaixo de 0,005% e S menor 0,01%
Reaquecer o ao fragilizado a umatemperatura de ~600 C seguido de
refriamento rpido at abaixo de 300 C.
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MartmperaMartmpera ee AustmperaAustmpera
AUSTMPERA E MARTMPERAAUSTMPERA E MARTMPERA
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AUSTMPERA E MARTMPERAAUSTMPERA E MARTMPERA
Problemas prticos no resfriamentoconvencional e tmpera
A pea poder apresentar empenamento ou fissuras devidosao resfriamento no uniforme. A parte externa esfria maisrapidamente, transformando-se em martensita antes daparte interna. Durante o curto tempo em que as partesexterna e interna esto com diferentes microestruturas,aparecem tenses mecnicas considerveis. A regio quecontm a martensita frgil e pode trincar.
Os tratamentos tOs tratamentos trmicos denominadosrmicos denominados dede martmperamartmpera eeaustmperaaustmpera vieram para solucionar este problemavieram para solucionar este problema
MARTEMPERA:MARTEMPERA: Tmpera interrompidaTmpera interrompida
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MARTEMPERA:MARTEMPERA: Tmpera interrompidaTmpera interrompida
O resfriamento temporariamente
interrompido, criando um passoisotrmico, no qual toda a pea atinja amesma temperatura. A seguir o
resfriamento feito lentamente de formaque a martensita se forma uniformementeatravs da pea. A ductilidade
conseguida atravs de um revenimentofinal.
AUSTMPERAAUSTMPERA
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AUSTMPERAAUSTMPERA
Neste processo o procedimento anlogo martmpera. Entretanto a fase isotrmica prolongada at que ocorra a completatransformao em bainita. Como a
microestrutura formada mais estvel(alfa+Fe3C), o resfriamento subsequente nogera martensita. No existe a fase de
reaquecimento, tornando o processo maisbarato.