Os tratamentos térmicos são processos de aquecimento e resfriamento controlados aplicados aos metais para alterar suas propriedades. Eles incluem recozimento para remover tensões, normalização para uniformizar a estrutura e têmpera para aumentar dureza e resistência mecânica. Tratamentos termoquímicos como cementação aumentam o teor de carbono na superfície.

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Tratamentos Térmicos
O que são?
Conjunto de operações de aquecimento e
resfriamento a que são submetidos os metais,
sob condições controladas de temperatura,
tempo, atmosfera e velocidade de
aquecimento e de resfriamento, com o
objetivo de alterar suas propriedades ou
conferir características determinadas.

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Tratamentos térmicos
• Recozimento
• Normalização
• Têmpera / Revenimento
Tratamentos termoquímicos
• Cementação
• Nitretação

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Os principais objetivos
• remoção de tensões internas (oriundas de
resfriamento desigual, trabalho mecânico ou
outro).
• modificação de dureza, resistência
mecânica, ductilidade, usinabilidade,
resistência ao desgaste, propriedade de
corte, resistência à corrosão, resistência ao
calor, propriedades elétricas e magnéticas.

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Diagrama de Equilíbrio Fe-Fe3C

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Fatores que influenciam as curvas de
tratamento térmico
• Composição química (principal)
– Em geral, com o aumento do teor de
carbono, a curva se desloca para a direita
(os elementos de liga agem como o
carbono, com exceção do Co).
• Tamanho de grão
– Quanto maior o tamanho de grão, mais demorada será a transformação total da
austenita, deslocando a curva para a direita.
• Homogeneidade da austenita
– presença de carbonetos não dissolvidos deslocam as curvas para a esquerda.

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Fatores de influência no TT
• Velocidade de aquecimento
• Temperatura de tratamento
• Tempo em temperatura
• Atmosfera do forno
• Velocidade de esfriamento

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Recozimento
• Finalidade
– regularizar a estrutura bruta de fusão, possibilitando
maior homogeneidade aos materiais fundidos.
– regularizar as estruturas de materiais deformados a
frio, regularizando ou eliminando tensões existentes.
– regularizar a estrutura proveniente de tratamentos
térmicos anteriores.
– remover tensões devidas a irregularidades no
resfriamento de diferentes partes de peças
(soldagem).
– eliminação de impurezas gasosas.

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TIPOS DE RECOZIMENTO
• Recozimento para alívio de tensões (qualquer liga
metálica)
• Recozimento para recristalização (qualquer liga
metálica)
• Recozimento para homogeneização (para peças
fundidas)
• Recozimento total ou pleno (aços)
• Recozimento isotérmico ou cíclico (aços)

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Recozimento
A1 - Temperatura crítica
inferior
A3 - Temperatura crítica
superior para os aços
hipoeutetóides
Acm - Temperatura crítica
superior para os aços
hipereutetóides

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Recozimento
• Tempo de permanência
– aços carbono: ~ 20 min. por centímetro de espessura;
– aços liga: ~ 30 min. por centímetro de espessura.
• Resfriamento
– lento, no interior do forno, controlado ou desligado;
– quanto menor o teor de carbono, mais rápido pode ser
efetuado o resfriamento (retirado do forno e mergulhado
em areia, cinza, cal) ou em ar parado;
– velocidade de ~50 ºC por hora.

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Normalização
• Finalidade
– uniformizar e refinar a granulação;
• Método
– aquecimento de um aço a temperaturas acima
da sua zona crítica, mantendo-o nessa
temperatura para homogeneização e
resfriamento ao ar.

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Normalização
Aço ABNT 1045

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Têmpera
• Objetivos
– Aumentar a dureza;
– Aumentar a resistência mecânica.
– Aumento da resistência ao desgaste.
• Método
– Aquecimento a temperatura acima da zona
crítica;
– Manutenção à temperatura de tratamento para
homogeneização;
– Resfriamento brusco - de forma a obter-se
estrutura martensítica.

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Têmpera
• Observações
– O tratamento deve ser realizado em
atmosfera controlada para evitar-se a
oxidação ou descarbonetação superficial,
muito prejudicial ao material.

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Têmpera

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Têmpera
• Resfriamento
– O mais rápido possível, desde que não interfira
ou prejudique o material ou a peça (velocidade
crítica de resfriamento)
– É realizado em meios tais como:
• água
• óleo
• salmoura

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Martensita em aço
baixa liga ASTM A533
Cl1 (20MnMoNi 5 5),
resfriado
continuamente a 50
°C/s, início da
transformação: 415 °C

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Têmpera Superficial
– Realizada somente na superfície de peças acabadas (ou
com pequeno sobremetal).
• Objetivo:
– Aumento da dureza superficial, mantendo um núcleo
dúctil.
• Formas de aquecimento:
– por chama;
– por indução.

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brasimet.com.br
Têmpera por chama

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Têmpera por indução
• O calor é gerado na peça por indução
eletromagnética, utilizando-se bobinas de
indução, nas quais flui uma corrente elétrica
de alta frequência.

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Têmpera por
indução
Exemplos de aplicação

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Revenido
• Objetivo
– Aquecimento a temperaturas inferiores às críticas,
seguido de resfriamento lento.
– Minimizar os efeitos das altas durezas (alta
fragilidade);
• Temperatura de tratamento:
– entre 100 oC e 650 oC
• Tempo de permanência:
– Mínimo de 2 h.
• Resfriamento:
– Normalmente realizado ao ar.

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Objetivos dos TT
• Recozimento
Regular estrutura
bruta de fusão
Eliminar tensões
existentes
Aumentar
ductilidade
• Normalização
Uniformizar
estrutura
Refinar grãos
• Têmpera
Aumentar a
resistência
mecânica
Aumentar a
dureza
Aumento da
resistência ao
desgaste

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Tratamentos Termoquímicos
• Quando ocorre (ou é necessitado) a
alteração de composição química superficial
(mudança parcial) e mudança parcial de
propriedades nesta camada.
• Principais tratamentos:
– Cementação;
– Nitretação.

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Cementação
• Objetivo
– consiste em aumentar-se o teor de carbono na
superfície do material, mantendo-se um núcleo
dúctil;
– atmosfera rica em carbono (meio sólido, líquido
ou gasoso).
• Materiais para cementação
– Aços com teor de carbono até 0,2 %.
• Temperatura de tratamento
– Entre 850 oC e 1000 oC.

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Cementação gasosa –
forno câmara
combustol.com.br

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Nitretação
• Objetivo
– endurecimento superficial de aços por absorção
de nitrogênio.
• Método
– Atmosfera rica em Nitrogênio