REALIZAÇÃO DO TRATAMENTO TÉRMICO DE TÊMPERA EM ÁGUA COM O INTUITO DE OBTER - SE UMA MICROESTRUTURA MARTENSÍTA NO FINAL DO PROCESSO

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Neste tratamento térmico o material usado foi o aço ABNT 1045 segundo a NBR 172/2000 classificado como aço para construção mecânica, ao carbono em especial. É válido salientar que esta última consideração deve – se as exigências de ensaio de impacto no estado temperado.

O aço ABNT 1045 deve apresentar a composição química descrita na Tabela 1.

Quadro 1 – Composição química do aço ABNT 1045 (% em massa).

[pic 2]

O tratamento térmico de têmpera tem como objetivo fundamental obter como estrutura desejada a martensíta no final do tratamento, logo há uma exigência que engloba um resfriamento rápido, pois assim evita-se a transformação de uma outra estrutura como a austeníta, por exemplo.

2. Fundamentação teórica

2.1. Tratamentos térmicos:

O tratamento térmico são ciclos de aquecimento e resfriamento sob condições controladas de temperatura, tempo, atmosfera e velocidade de resfriamento empregado em materiais metálicos (metal ou liga) que causam modificações em suas propriedades físicas e mecânicas, sem que haja uma alteração do produto final.

Os tratamentos térmicos são frequentemente empregados com o aumento da resistência do material. Todavia, podem ser utilizados para alterar características de fabricação; sendo-se assim podemos dizer que os tratamentos térmicos são processos de fabricação que facilitam outros processos de fabricação e acabam aumentando o desempenho dos produtos através do aumento da resistência mecânica ou de outras propriedades.

Os tratamentos térmicos trazem um grande benefício aos aços, pois este reage positivamente em relação a diferentes ciclos de tratamentos utilizados. Em um mesmo aço, dependendo do tratamento térmico, podem-se obter níveis de resistência mecânica, dureza, ductilidade e tenacidade muito variadas, permitindo, por exemplo, amolecer o material para a realização de uma usinagem e posteriormente endurece-lo para obter uma alta resistência.

Os principais objetivos dos tratamentos térmicos dos aços envolvem:

- Remoção de tensões residuais decorrentes de processos mecânicos de conformação ou térmicos;

- Refino da microestrutura (diminuição do tamanho de grão);

- Aumento ou diminuição da resistência mecânica;

- Aumento da ductilidade;

- Melhoria da usinabilidade;

- Aumento da resistência ao desgaste;

- Melhoria da resistência à corrosão;

- Melhoria da resistência à fluência;

- Modificação de propriedades elétricas e magnéticas (aços elétricos);

- Remoção de gases após operações de recobrimento por meio de processos galvânicos (desidrogenação);

Há uma vasta variedade de tratamentos térmicos e termoquímicos que podem ser utilizados em aços, podendo dividir-lhes em dois grupos:

2.2. Tratamentos de endurecimento

É um tratamento feito para aumentar a resistência mecânica, a resistência ao desgaste e a resistência à fadiga. É um tratamento que fortemente depende do teor do carbono do aço.

As principais formas de endurecimento são:

- Têmpera (consiste em obter no final do tratamento martensíta);

- Austêmpera (consiste em obter no final do tratamento bainita);

- Martêmpera (consiste em obter no final do tratamento martensita revenida);

2.3. Tratamentos de amolecimento

É um tratamento com o intuito de reduzir a dureza, remover as tensões residuais, melhoria da tenacidade, restauração da ductilidade e do tamanho do grão.

Recozimento e a normalização são as principais formas de amolecimento.

É válido ressaltar que os tratamentos térmicos mais comuns e aplicados aos aços são:

- Alívio de tensões;

- Recozimento;

- Normalização;

- Têmpera;

- Revenimento;

- Austêmpera;

- Martêmpera;

3. Fatores que afetam os tratamentos térmicos

3.1. Taxa de aquecimento

Geralmente os tratamentos térmicos dos aços são realizados em temperaturas dentro do campo austenítico, visando-se a completa austenização do aço. A velocidade ou taxas de aquecimento máximas dependem da condutividade térmica do aço, do tamanho e da forma do componente. Tendo uma velocidade de aquecimento muito elevada pode causar distorções ou, até mesmo, trincas, porém, em outros casos, velocidades muito baixas, aquecimento, acarreta um possível crescimento de grão, por exemplo, os aços fortemente encruados.

3.2. Tempo de permanência na temperatura de tratamento

O tempo de permanência na temperatura de tratamento é a soma do tempo para homogeneização da temperatura no componente e o tempo de transformação da fase. Períodos elevados provocam o crescimento do tamanho grão que ocorre por nucleação. Entretanto, o tempo de permanência (patamar ou encharque) deve ser suficiente para que a peça se aqueça de forma uniforme em toda sua seção, logo é fundamental evitar manter o tempo superior ao necessário, mas, claro, que isso depende muito das dimensões do material a ser ensaiado.

3.3. Taxa de resfriamento

É simplesmente o fator mais importante do ciclo térmico, pois é a partir dele que se determina a microestrutura obtida no final do tratamento térmico.

3.4. Atmosfera do forno

A presença de oxigênio na atmosfera do forno provoca uma oxidação do ferro e a descarbonetação da superfície do aço. Este efeito começa a se manifestar a partir da temperatura de 500°C. Não