Nick Connor

Qualquer ciclo de recozimento consiste em três estágios:

• aquecimento à temperatura desejada,
• segurando ou “embebendo” nessa temperatura,
• resfriamento, geralmente à temperatura ambiente.

O tempo e a temperatura de recozimento são parâmetros importantes nesses procedimentos. Especialmente a temperatura alvo define o ciclo térmico de recozimento.

Ciclos Térmicos de Recozimento

Na prática, ciclos térmicos específicos de uma variedade quase infinita são usados ​​para atingir os vários objetivos do recozimento. Esses ciclos se enquadram em várias categorias amplas que podem ser classificadas de acordo com a temperatura na qual o aço é aquecido e o método de resfriamento usado.

• Processo de Recozimento. O recozimento de processo é um tratamento térmico específico que restaura parte da ductilidade de um produto que está sendo trabalhado a frio, para que possa ser trabalhado a frio ainda mais sem quebrar. É comumente usado durante procedimentos de fabricação que requerem extensa deformação plástica, para permitir a continuação da deformação sem fratura ou consumo excessivo de energia. A faixa de temperatura para recozimento do processo varia de 260 °C a 760 °C, dependendo da liga em questão. Este processo é adequado principalmente para aços de baixo teor de carbono. Isso é realizado principalmente em aço laminado a frio, como aço trefilado, tubo de ferro dúctil fundido centrifugamente, etc.
• Recozimento para alívio de tensões. O recozimento de alívio de tensão é usado para aliviar as tensões do trabalho a frio. Ao contrário do processo de recozimento, esse tratamento térmico geralmente é realizado após a fabricação do produto. Deve-se tomar cuidado para garantir um resfriamento uniforme, principalmente quando um componente é composto de tamanhos de seção variáveis. Se a taxa de resfriamento não for constante e uniforme, novas tensões residuais podem resultar iguais ou maiores do que aquelas que o processo de tratamento térmico pretendia aliviar. A temperatura de recozimento é tipicamente relativamente baixa, de modo que os efeitos resultantes do trabalho a frio e outros tratamentos térmicos não são afetados. O tratamento térmico de alívio de tensão pode reduzir a distorção e as altas tensões da soldagem que podem afetar o desempenho do serviço.
• Recristalização Recozimento. O recozimento por recristalização de aços trabalhados a frio (teor de carbono de até 0,5%) pode produzir uma nova estrutura de grão sem induzir uma mudança de fase. O metal é aquecido a uma temperatura na qual o endurecimento causado pelo trabalho a frio anterior é removido. Durante a recristalização, as ligações internas entre os átomos mudam, a rede cristalina não muda. As temperaturas de recozimento estão entre 550-700 ° C e a resistência é de cerca de 1 hora ou mais, resfriando ao ar. É usado como um recozimento interoperacional na conformação a frio, especialmente para peças de baixo teor de carbono.
• Recozimento Completo . O recozimento completo produz uma microestrutura que é mais macia e mais passível de outros processos, como conformação ou usinagem. As temperaturas para recozimento total são tipicamente 50 °C acima da temperatura crítica superior (A₃) para aços hipoeutéticos e a temperatura crítica inferior (A₁) para aços hipereutetóides. É referido como recozimento completo porque atinge austenitização completa de aços hipoeutetóides. A liga é então resfriada no forno. Isso significa que o forno de tratamento térmico é desligado e tanto o forno quanto o aço resfriam até a temperatura ambiente na mesma taxa, o que leva várias horas. A taxa de resfriamento do aço deve ser suficientemente lenta para não deixar a austenita se transformar em bainita ou martensita, mas sim transformá-la completamente em perlita e ferrita ou cementita. Um recozimento completo normalmente resulta no segundo estado mais dúctil que um metal pode assumir para uma liga metálica. O metal atinge níveis relativamente baixos de dureza, resistência ao escoamento e resistência máxima com alta plasticidade e tenacidade. O recozimento completo é frequentemente usado em aços de baixo e médio teor de carbono que serão usinados ou sofrerão extensa deformação plástica durante uma operação de conformação. Aços inoxidáveis ​​e de alta liga podem ser austenitizados (totalmente recozidos) e temperados para minimizar a presença de carbonetos nos contornos de grão ou para melhorar a distribuição da ferrita.
• Normalizando. A normalização é um processo de recozimento aplicado a ligas ferrosas para refinar o tamanho do grão, tornar sua estrutura mais uniforme, torná-la mais responsiva ao endurecimento e melhorar a usinabilidade. A normalização é realizada em aços que foram deformados plasticamente, por exemplo, por uma operação de laminação. Esses aços trabalhados a frio consistem em grãos de perlita, que são de forma irregular e relativamente grandes e variam substancialmente em tamanho. A normalização é um ciclo de aquecimento de austenitização seguido de resfriamento em ar parado ou levemente agitado. Normalmente, as temperaturas para normalização são aproximadamente 55 °C acima da linha crítica superior. A temperatura de normalização é maior que a temperatura de recozimento completo, por outro lado o resfriamento é mais intenso. A normalização melhora a usinabilidade de um componente e fornece estabilidade dimensional se submetido a outros processos de tratamento térmico. A principal diferença entrerecozimento e normalização é que o recozimento permite que o material esfrie a uma taxa controlada em um forno. A normalização permite que o material esfrie, colocando-o em um ambiente de temperatura ambiente e expondo-o ao ar desse ambiente.

Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.
Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.
William D. Callister, David G. Rethwisch. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução 9ª Edição, Wiley; 9 edição (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.
Eberhart, Mark (2003). Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz. Harmonia. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R. (1995). Introdução à Termodinâmica dos Materiais (4ª ed.). Editora Taylor e Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Uma Introdução à Ciência dos Materiais. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-07097-1.
Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiais: engenharia, ciência, processamento e design (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdução à Engenharia Nuclear, 3ª ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Veja acima:
Recozimento Térmico

O termo recozimento térmico refere-se a um tratamento térmico no qual um material é exposto a uma temperatura elevada por um período de tempo prolongado e depois resfriado lentamente. Este processo altera as propriedades físicas e às vezes químicas de um material para aumentar sua ductilidade e reduzir sua dureza, tornando-o mais trabalhável. Nesse processo, os átomos migram na rede cristalina e o número de discordâncias diminui, levando a uma mudança na ductilidade e dureza. O metal se livra das tensões e torna a estrutura do grão grande e com bordas macias, de modo que, quando o metal é atingido ou estressado, ele amassa ou talvez entorta, em vez de quebrar. Normalmente, o recozimento é realizado para aliviar tensões, aumentar a maciez, a ductilidade e a tenacidade; e/ou produzir uma microestrutura específica.

Geralmente, em aços carbono simples, o recozimento produz uma microestrutura ferrita-perlita. Os aços podem ser recozidos para facilitar o trabalho ou usinagem a frio, para melhorar as propriedades mecânicas ou elétricas ou para promover a estabilidade dimensional. Os aços estruturais mais comuns produzidos possuem uma microestrutura mista ferrita-perlita. Suas aplicações incluem vigas para pontes e arranha-céus, placas para navios e barras de reforço para estradas. Esses aços são relativamente baratos e são produzidos em grandes tonelagens.

Qualquer ciclo de recozimento consiste em três estágios:

• aquecimento à temperatura desejada,
• segurando ou “embebendo” nessa temperatura,
• resfriamento, geralmente à temperatura ambiente.

O tempo e a temperatura de recozimento são parâmetros importantes nesses procedimentos. Especialmente a temperatura alvo define o ciclo térmico de recozimento.

Recristalização Recozimento

O recozimento por recristalização de aços trabalhados a frio (teor de carbono de até 0,5%) pode produzir uma nova estrutura de grão sem induzir uma mudança de fase. O metal é aquecido a uma temperatura na qual o endurecimento causado pelo trabalho a frio anterior é removido. Durante a recristalização, as ligações internas entre os átomos mudam, a rede cristalina não muda. As temperaturas de recozimento estão entre 550-700 °C e a resistência é de cerca de 1 hora ou mais, resfriando ao ar. É usado como um recozimento interoperacional na conformação a frio, especialmente para peças de baixo teor de carbono.

Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.
Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.
William D. Callister, David G. Rethwisch. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução 9ª Edição, Wiley; 9 edição (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.
Eberhart, Mark (2003). Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz. Harmonia. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R. (1995). Introdução à Termodinâmica dos Materiais (4ª ed.). Editora Taylor e Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Uma Introdução à Ciência dos Materiais. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-07097-1.
Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiais: engenharia, ciência, processamento e design (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdução à Engenharia Nuclear, 3ª ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Veja acima:
Recozimento Térmico

O termo recozimento térmico refere-se a um tratamento térmico no qual um material é exposto a uma temperatura elevada por um período de tempo prolongado e depois resfriado lentamente. Este processo altera as propriedades físicas e às vezes químicas de um material para aumentar sua ductilidade e reduzir sua dureza, tornando-o mais trabalhável. Nesse processo, os átomos migram na rede cristalina e o número de discordâncias diminui, levando a uma mudança na ductilidade e dureza. O metal se livra das tensões e torna a estrutura do grão grande e com bordas macias, de modo que, quando o metal é atingido ou estressado, ele amassa ou talvez entorta, em vez de quebrar. Normalmente, o recozimento é realizado para aliviar tensões, aumentar a maciez, a ductilidade e a tenacidade; e/ou produzir uma microestrutura específica.

Geralmente, em aços carbono simples, o recozimento produz uma microestrutura ferrita-perlita. Os aços podem ser recozidos para facilitar o trabalho ou usinagem a frio, para melhorar as propriedades mecânicas ou elétricas ou para promover a estabilidade dimensional. Os aços estruturais mais comuns produzidos possuem uma microestrutura mista ferrita-perlita. Suas aplicações incluem vigas para pontes e arranha-céus, placas para navios e barras de reforço para estradas. Esses aços são relativamente baratos e são produzidos em grandes tonelagens.

Qualquer ciclo de recozimento consiste em três estágios:

• aquecimento à temperatura desejada,
• segurando ou “embebendo” nessa temperatura,
• resfriamento, geralmente à temperatura ambiente.

O tempo e a temperatura de recozimento são parâmetros importantes nesses procedimentos. Especialmente a temperatura alvo define o ciclo térmico de recozimento.

Recozimento de alívio de tensão

O recozimento de alívio de tensão é usado para aliviar as tensões do trabalho a frio. Ao contrário do processo de recozimento, esse tratamento térmico geralmente é realizado após a fabricação do produto. Deve-se tomar cuidado para garantir um resfriamento uniforme, principalmente quando um componente é composto de tamanhos de seção variáveis. Se a taxa de resfriamento não for constante e uniforme, novas tensões residuais podem resultar iguais ou maiores do que aquelas que o processo de tratamento térmico pretendia aliviar. A temperatura de recozimento é tipicamente relativamente baixa, de modo que os efeitos resultantes do trabalho a frio e outros tratamentos térmicos não são afetados. O tratamento térmico de alívio de tensão pode reduzir a distorção e as altas tensões da soldagem que podem afetar o desempenho do serviço.

Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.
Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.
William D. Callister, David G. Rethwisch. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução 9ª Edição, Wiley; 9 edição (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.
Eberhart, Mark (2003). Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz. Harmonia. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R. (1995). Introdução à Termodinâmica dos Materiais (4ª ed.). Editora Taylor e Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Uma Introdução à Ciência dos Materiais. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-07097-1.
Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiais: engenharia, ciência, processamento e design (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdução à Engenharia Nuclear, 3ª ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Veja acima:
Recozimento Térmico

O termo recozimento térmico refere-se a um tratamento térmico no qual um material é exposto a uma temperatura elevada por um período de tempo prolongado e depois resfriado lentamente. Este processo altera as propriedades físicas e às vezes químicas de um material para aumentar sua ductilidade e reduzir sua dureza , tornando-o mais trabalhável. Nesse processo, os átomos migram na rede cristalina e o número de discordâncias diminui, levando a uma mudança na ductilidade e dureza. O metal se livra das tensões e torna a estrutura do grão grande e com bordas macias, de modo que, quando o metal é atingido ou estressado, ele amassa ou talvez entorta, em vez de quebrar. Normalmente, o recozimento é realizado para aliviar tensões, aumentar a maciez, a ductilidade e a tenacidade; e/ou produzir uma microestrutura específica.

Geralmente, em aços carbono simples, o recozimento produz uma microestrutura ferrita-perlita. Os aços podem ser recozidos para facilitar o trabalho ou usinagem a frio, para melhorar as propriedades mecânicas ou elétricas ou para promover a estabilidade dimensional. Os aços estruturais mais comuns produzidos possuem uma microestrutura mista ferrita-perlita. Suas aplicações incluem vigas para pontes e arranha-céus, placas para navios e barras de reforço para estradas. Esses aços são relativamente baratos e são produzidos em grandes tonelagens.

Qualquer ciclo de recozimento consiste em três estágios:

• aquecimento à temperatura desejada,
• segurando ou “embebendo” nessa temperatura,
• resfriamento, geralmente à temperatura ambiente.

O tempo e a temperatura de recozimento são parâmetros importantes nesses procedimentos. Especialmente a temperatura alvo define o ciclo térmico de recozimento.

Normalizando

A normalização é um processo de recozimento aplicado a ligas ferrosas para refinar o tamanho do grão, tornar sua estrutura mais uniforme, torná-la mais responsiva ao endurecimento e melhorar a usinabilidade. A normalização é realizada em aços que foram deformados plasticamente, por exemplo, por uma operação de laminação. Esses aços trabalhados a frio consistem em grãos de perlita, que são de forma irregular e relativamente grandes e variam substancialmente em tamanho. A normalização é um ciclo de aquecimento de austenitização seguido de resfriamento em ar parado ou levemente agitado. Normalmente, as temperaturas para normalização são aproximadamente 55 °C acima da linha crítica superior. A temperatura de normalização é maior que a temperatura de recozimento completo, por outro lado o resfriamento é mais intenso. A normalização melhora a usinabilidade de um componente e fornece estabilidade dimensional se submetido a outros processos de tratamento térmico. A principal diferença entre recozimento e normalização é que o recozimento permite que o material esfrie a uma taxa controlada em um forno. A normalização permite que o material esfrie, colocando-o em um ambiente de temperatura ambiente e expondo-o ao ar desse ambiente.

Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.
Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.
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Eberhart, Mark (2003). Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz. Harmonia. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R. (1995). Introdução à Termodinâmica dos Materiais (4ª ed.). Editora Taylor e Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Uma Introdução à Ciência dos Materiais. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-07097-1.
Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiais: engenharia, ciência, processamento e design (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdução à Engenharia Nuclear, 3ª ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Veja acima:
Recozimento Térmico

O termo recozimento térmico refere-se a um tratamento térmico no qual um material é exposto a uma temperatura elevada por um período de tempo prolongado e depois resfriado lentamente. Este processo altera as propriedades físicas e às vezes químicas de um material para aumentar sua ductilidade e reduzir sua dureza, tornando-o mais trabalhável. Nesse processo, os átomos migram na rede cristalina e o número de discordâncias diminui, levando a uma mudança na ductilidade e dureza. O metal se livra das tensões e torna a estrutura do grão grande e com bordas macias, de modo que, quando o metal é atingido ou estressado, ele amassa ou talvez entorta, em vez de quebrar. Normalmente, o recozimento é realizado para aliviar tensões, aumentar a maciez, a ductilidade e a tenacidade; e/ou produzir uma microestrutura específica.

Geralmente, em aços carbono simples, o recozimento produz uma microestrutura ferrita-perlita. Os aços podem ser recozidos para facilitar o trabalho ou usinagem a frio, para melhorar as propriedades mecânicas ou elétricas ou para promover a estabilidade dimensional. Os aços estruturais mais comuns produzidos possuem uma microestrutura mista ferrita-perlita. Suas aplicações incluem vigas para pontes e arranha-céus, placas para navios e barras de reforço para estradas. Esses aços são relativamente baratos e são produzidos em grandes tonelagens.

Qualquer ciclo de recozimento consiste em três estágios:

• aquecimento à temperatura desejada,
• segurando ou “embebendo” nessa temperatura,
• resfriamento, geralmente à temperatura ambiente.

O tempo e a temperatura de recozimento são parâmetros importantes nesses procedimentos. Especialmente a temperatura alvo define o ciclo térmico de recozimento.

Recozimento Completo

O recozimento completo produz uma microestrutura que é mais macia e mais passível de outros processos, como conformação ou usinagem. As temperaturas para recozimento total são tipicamente 50°C acima da temperatura crítica superior (A₃) para aços hipoeutéticos e a temperatura crítica inferior (A₁) para aços hipereutetóides. É referido como recozimento completo porque atinge austenitização completa de aços hipoeutetóides. A liga é então resfriada no forno. Isso significa que o forno de tratamento térmico é desligado e tanto o forno quanto o aço resfriam até a temperatura ambiente na mesma taxa, o que leva várias horas. A taxa de resfriamento do aço deve ser suficientemente lenta para não deixar a austenita se transformar em bainita ou martensita, mas sim transformá-la completamente em perlita e ferrita ou cementita. Um recozimento completo normalmente resulta no segundo estado mais dúctil que um metal pode assumir para uma liga metálica. O metal atinge níveis relativamente baixos de dureza, resistência ao escoamento e resistência máxima com alta plasticidade e tenacidade. O recozimento completo é frequentemente usado em aços de baixo e médio teor de carbono que serão usinados ou sofrerão extensa deformação plástica durante uma operação de conformação. Aços inoxidáveis ​​e de alta liga podem ser austenitizados (totalmente recozidos) e temperados para minimizar a presença de carbonetos nos contornos de grão ou para melhorar a distribuição da ferrita.

Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.
Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.
William D. Callister, David G. Rethwisch. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução 9ª Edição, Wiley; 9 edição (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.
Eberhart, Mark (2003). Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz. Harmonia. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R. (1995). Introdução à Termodinâmica dos Materiais (4ª ed.). Editora Taylor e Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Uma Introdução à Ciência dos Materiais. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-07097-1.
Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiais: engenharia, ciência, processamento e design (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdução à Engenharia Nuclear, 3ª ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Veja acima:
Recozimento Térmico

Os metais podem ser tratados termicamente para alterar as propriedades de resistência, ductilidade, tenacidade, dureza ou resistência à corrosão. Há uma série de fenômenos que ocorrem em metais e ligas em temperaturas elevadas. Por exemplo, a recristalização e a decomposição da austenita. Estes são eficazes na alteração das características mecânicas quando tratamentos térmicos ou processos térmicos apropriados são usados. De fato, o uso de tratamentos térmicos em ligas comerciais é uma prática extremamente comum. Os processos comuns de tratamento térmico incluem recozimento, endurecimento por precipitação, têmpera e revenido.

Têmpera

O termo têmpera refere-se a um tratamento térmico no qual um material é rapidamente resfriado em água, óleo ou ar para obter certas propriedades do material, especialmente dureza. Em ligas ferrosas, a têmpera é mais comumente usada para endurecer o aço pela introdução de martensita, enquanto as ligas não ferrosas geralmente se tornam mais macias do que o normal. Acima desta temperatura crítica, um metal é parcialmente ou totalmente austenitizado, a taxa de resfriamento do aço deve ser rápida para permitir que a austenita se transforme em bainita ou martensita metaestável.

A seleção de um meio de têmpera depende da temperabilidade da liga em particular, da espessura e forma da seção envolvida e das taxas de resfriamento necessárias para atingir a microestrutura desejada.

A martensita é uma estrutura metaestável muito dura com uma estrutura cristalina tetragonal de corpo centrado (BCT). A martensita é formada nos aços quando a taxa de resfriamento da austenita é tão alta que os átomos de carbono não têm tempo de se difundir para fora da estrutura cristalina em quantidades suficientes para formar a cementita (Fe₃C). Portanto, é um produto de transformação sem difusão. Qualquer difusão resulta na formação de fases de ferrita e cementita. É nomeado após o metalúrgico alemão Adolf Martens (1850-1914).

A microestrutura da martensita nos aços tem diferentes morfologias e pode aparecer como martensita lath ou martensita plana. Para o aço com 0–0,6% de carbono, a martensita tem a aparência de ripas e é chamada de martensita de ripas. Para aço com mais de 1% de carbono, formará uma estrutura semelhante a uma placa chamada martensita de placa. A martensita de placa, como o nome indica, forma-se como cristais lenticulares (em forma de lente) com um padrão em zigue-zague de placas menores. Entre essas duas porcentagens, a aparência física dos grãos é uma mistura das duas. A resistência da martensita é reduzida à medida que a quantidade de austenita retida aumenta.

Transformação Martensítica

O endurecimento por transformação, também conhecido como endurecimento por transformação martensítica, é um dos métodos mais comuns de endurecimento, que é usado principalmente para aços (isto é, aços carbono e aços inoxidáveis). A transformação martensítica não é, entretanto, exclusiva das ligas ferro-carbono. É encontrado em outros sistemas e é caracterizado, em parte, pela transformação sem difusão.

Os aços martensíticos usam predominantemente níveis mais altos de C e Mn, juntamente com tratamento térmico para aumentar a resistência. O produto acabado terá uma microestrutura duplex de ferrita com vários níveis de martensita degenerada. Isso permite vários níveis de força. Na metalurgia, a têmpera é mais comumente usada para endurecer o aço pela introdução de martensita. Existe um equilíbrio entre dureza e tenacidade em qualquer aço; quanto mais duro o aço, menos duro ou resistente a impactos ele é, e quanto mais resistente a impactos, menos duro ele é.

A martensita é produzida a partir da austenita como resultado da têmpera ou outra forma de resfriamento rápido. A austenita em ligas de ferro-carbono geralmente está presente apenas acima da temperatura eutetóide crítica (723°C) e abaixo de 1500°C, dependendo do teor de carbono. No caso de taxas normais de resfriamento, conforme a austenita esfria, o carbono se difunde para fora da austenita e forma carboneto de ferro rico em carbono (cementita) e deixa para trás a ferrita pobre em carbono. Dependendo da composição da liga, uma camada de ferrita e cementita, chamada perlita, pode se formar. Mas no caso de resfriamento rápido, o carbono não tem tempo suficiente para se difundir e se transforma em uma forma tetragonal de corpo centrado altamente deformada chamada martensita que é supersaturada com carbono. Todos os átomos de carbono permanecem como impurezas intersticiais na martensita.

Endurecimento de superfície baseado em têmpera

O endurecimento da caixa ou endurecimento da superfície é o processo no qual a dureza da superfície (caixa) de um objeto é aprimorada, enquanto o núcleo interno do objeto permanece elástico e resistente. O endurecimento por tratamento de superfície pode ser classificado ainda como tratamentos de difusão ou tratamentos de aquecimento localizado. Métodos de aquecimento localizado para cementação incluem:

• Endurecimento por chama. O endurecimento por chama é uma técnica de endurecimento de superfície que usa uma única tocha com uma cabeça especialmente projetada para fornecer um meio muito rápido de aquecer o metal, que é então resfriado rapidamente, geralmente usando água. Isso cria uma “caixa” de martensita na superfície, enquanto o núcleo interno do objeto permanece elástico e resistente. É uma técnica semelhante ao endurecimento por indução. Um teor de carbono de 0,3–0,6% em peso C é necessário para este tipo de endurecimento.
• Endurecimento por indução. O endurecimento por indução é uma técnica de endurecimento de superfície que usa bobinas de indução para fornecer um meio muito rápido de aquecer o metal, que é então resfriado rapidamente, geralmente usando água. Isso cria uma “caixa” de martensita na superfície. Um teor de carbono de 0,3–0,6% em peso C é necessário para este tipo de endurecimento.
• Endurecimento a laser. O endurecimento a laser é uma técnica de endurecimento de superfície que usa um feixe de laser para fornecer um meio muito rápido de aquecimento do metal, que é então resfriado rapidamente (geralmente por auto-têmpera). Isso cria uma “caixa” de martensita na superfície, enquanto o núcleo interno do objeto permanece elástico e resistente.

Outros processos

• Recozimento. O termo recozimento refere-se a um tratamento térmico no qual um material é exposto a uma temperatura elevada por um longo período de tempo e depois resfriado lentamente. Nesse processo, o metal se livra das tensões e torna a estrutura do grão grande e com bordas macias, de modo que, quando o metal é atingido ou estressado, ele amassa ou talvez entorta, em vez de quebrar; também é mais fácil lixar, retificar ou cortar metal recozido.
• Têmpera. O termo têmpera refere-se a um tratamento térmico no qual um material é rapidamente resfriado em água, óleo ou ar para obter certas propriedades do material, especialmente dureza. Na metalurgia, a têmpera é mais comumente usada para endurecer o aço pela introdução de martensita. Existe um equilíbrio entre dureza e tenacidade em qualquer aço; quanto mais duro o aço, menos duro ou resistente a impactos ele é, e quanto mais resistente a impactos, menos duro ele é.
• Temperar. O termo revenido refere-se a um tratamento térmico que é usado para aumentar a tenacidade de ligas à base de ferro. A têmpera geralmente é realizada após o endurecimento, para reduzir parte do excesso de dureza, e é feita aquecendo o metal a uma temperatura abaixo do ponto crítico por um determinado período de tempo, deixando-o esfriar ao ar parado. A têmpera torna o metal menos duro, tornando-o mais capaz de suportar impactos sem quebrar. O revenido fará com que os elementos de liga dissolvidos precipitem ou, no caso de aços temperados, melhorem a resistência ao impacto e as propriedades dúcteis.
• Envelhecimento. O endurecimento por idade, também chamado de endurecimento por precipitação ou endurecimento de partículas, é uma técnica de tratamento térmico baseada na formação de partículas extremamente pequenas e uniformemente dispersas de uma segunda fase dentro da matriz de fase original para aumentar a resistência e a dureza de algumas ligas metálicas. O endurecimento por precipitação é usado para aumentar a resistência ao escoamento de materiais maleáveis, incluindo a maioria das ligas estruturais de alumínio, magnésio, níquel, titânio e alguns aços e aços inoxidáveis. Em superligas, é conhecido por causar anomalia no limite de escoamento, proporcionando excelente resistência em altas temperaturas.

Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.
Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.
William D. Callister, David G. Rethwisch. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução 9ª Edição, Wiley; 9 edição (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.
Eberhart, Mark (2003). Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz. Harmonia. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R. (1995). Introdução à Termodinâmica dos Materiais (4ª ed.). Editora Taylor e Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Uma Introdução à Ciência dos Materiais. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-07097-1.
Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiais: engenharia, ciência, processamento e design (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdução à Engenharia Nuclear, 3ª ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Veja acima:
Tratamento Térmico

O termo recozimento térmico refere-se a um tratamento térmico no qual um material é exposto a uma temperatura elevada por um período de tempo prolongado e depois resfriado lentamente. Este processo altera as propriedades físicas e às vezes químicas de um material para aumentar sua ductilidade e reduzir sua dureza, tornando-o mais trabalhável. Nesse processo, os átomos migram na rede cristalina e o número de discordâncias diminui, levando a uma mudança na ductilidade e dureza. O metal se livra das tensões e torna a estrutura do grão grande e com bordas macias, de modo que, quando o metal é atingido ou estressado, ele amassa ou talvez entorta, em vez de quebrar. Normalmente, o recozimento é realizado para aliviar tensões, aumentar a maciez, a ductilidade e a tenacidade; e/ou produzir uma microestrutura específica.

Geralmente, em aços carbono simples, o recozimento produz uma microestrutura ferrita-perlita. Os aços podem ser recozidos para facilitar o trabalho ou usinagem a frio, para melhorar as propriedades mecânicas ou elétricas ou para promover a estabilidade dimensional. Os aços estruturais mais comuns produzidos possuem uma microestrutura mista ferrita-perlita. Suas aplicações incluem vigas para pontes e arranha-céus, placas para navios e barras de reforço para estradas. Esses aços são relativamente baratos e são produzidos em grandes tonelagens.

Qualquer ciclo de recozimento consiste em três estágios:

• aquecimento à temperatura desejada,
• segurando ou “embebendo” nessa temperatura,
• resfriamento, geralmente à temperatura ambiente.

O tempo e a temperatura de recozimento são parâmetros importantes nesses procedimentos. Especialmente a temperatura alvo define o ciclo térmico de recozimento.

Recozimento de vaso de pressão do reator

O corpo do vaso do reator é construído em aço carbono de baixa liga de alta qualidade e todas as superfícies que entram em contato com o refrigerante do reator são revestidas com um mínimo de cerca de 3 a 10 mm de aço inoxidável austenítico para minimizar a corrosão.

Durante a operação de uma usina nuclear, o material do vaso de pressão do reator e o material de outros componentes internos do reator são expostos à radiação de nêutrons (especialmente a nêutrons rápidos > 0,5 MeV), o que resulta em fragilização localizada do aço e soldas no área do núcleo do reator. Esse fenômeno, conhecido como fragilização por irradiação, resulta em:

• Aumente constantemente o DBTT. Não é provável que o DBTT se aproxime da temperatura operacional normal do aço. No entanto, existe a possibilidade de que, quando o reator estiver sendo desligado ou durante um resfriamento anormal, a temperatura caia abaixo do valor DBTT enquanto a pressão interna ainda estiver alta.
• Queda na energia de fratura da prateleira superior. Os efeitos da radiação também se manifestam por uma queda na energia de fratura da prateleira superior e diminuição da tenacidade à fratura.

Todos esses efeitos devem ser monitorados pelos operadores da planta. Portanto, os reguladores nucleares exigem que um programa de vigilância do material do vaso do reator seja conduzido em reatores de potência refrigerados a água.

Uma vez que um material de RPV é degradado por fragilização por radiação (por exemplo, aumento significativo na temperatura de transição dúctil-frágil Charpy ou redução da tenacidade à fratura), o recozimento térmico do RPV é a única maneira de recuperar as propriedades de tenacidade do material RPV.

De acordo com 10 CFR 50.66 – Requisitos para recozimento térmico do vaso de pressão do reator:

“Para os reatores de energia nuclear de água leve onde a radiação de nêutrons reduziu a tenacidade à fratura dos materiais do vaso do reator, um recozimento térmico pode ser aplicado ao vaso do reator para recuperar a tenacidade à fratura do material.”

 O recozimento térmico (método “seco”) do vaso de pressão do reator é um método pelo qual o vaso de pressão (com todos os internos do reator removidos) é aquecido até uma certa temperatura (geralmente entre 420 – 460 °C) pelo uso de uma fonte de calor externa ( aquecedores elétricos, ar quente), mantidos por um determinado período (por exemplo, 100 – 200 horas) e depois resfriados lentamente. O equipamento de recozimento é geralmente um forno em forma de anel com elementos de aquecimento em sua superfície externa. A potência de saída dos aquecedores instalados pode atingir até 1 MWe. Foi demonstrado que, para os materiais especialmente fabricados, a prateleira superior recuperou 100% após 24 horas de recozimento e mais rapidamente do que a temperatura de transição. O recozimento por 168 horas recuperou 90% da mudança de temperatura de transição.

Recozimento úmido

Existe também a possibilidade do chamado método de recozimento “úmido” que foi aplicado nos EUA e na Bélgica. O recozimento nessa temperatura ~340 °C foi alcançado sem aquecimento externo, mas pelo aumento da temperatura do líquido de arrefecimento obtido pela energia das bombas de circulação do circuito primário. Este tipo de recozimento proporciona apenas uma recuperação parcial do material devido à limitação da temperatura máxima.

Referência Especial: Recozimento e re-fragilização de materiais de vasos de pressão do reator. relatório AMES N.19; ISSN 1018-5593. Comunidades Européias, 2008.

Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.
Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.
William D. Callister, David G. Rethwisch. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução 9ª Edição, Wiley; 9 edição (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.
Eberhart, Mark (2003). Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz. Harmonia. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R. (1995). Introdução à Termodinâmica dos Materiais (4ª ed.). Editora Taylor e Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Uma Introdução à Ciência dos Materiais. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-07097-1.
Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiais: engenharia, ciência, processamento e design (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdução à Engenharia Nuclear, 3ª ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Veja acima:
Recozimento Térmico

O termo têmpera refere-se a um tratamento térmico no qual um material é rapidamente resfriado em água, óleo ou ar para obter certas propriedades do material, especialmente dureza. Em ligas ferrosas, a têmpera é mais comumente usada para endurecer o aço pela introdução de martensita, enquanto as ligas não ferrosas geralmente se tornam mais macias do que o normal. Acima desta temperatura crítica, um metal é parcialmente ou totalmente austenitizado, a taxa de resfriamento do aço deve ser rápida para permitir que a austenita se transforme em bainita ou martensita metaestável.

A seleção de um meio de têmpera depende da temperabilidade da liga em particular, da espessura e forma da seção envolvida e das taxas de resfriamento necessárias para atingir a microestrutura desejada.

A martensita é uma estrutura metaestável muito dura com uma estrutura cristalina tetragonal de corpo centrado (BCT). A martensita é formada nos aços quando a taxa de resfriamento da austenita é tão alta que os átomos de carbono não têm tempo de se difundir para fora da estrutura cristalina em quantidades suficientes para formar a cementita (Fe₃C). Portanto, é um produto de transformação sem difusão. Qualquer difusão resulta na formação de fases de ferrita e cementita. É nomeado após o metalúrgico alemão Adolf Martens (1850-1914).

A microestrutura da martensita nos aços tem diferentes morfologias e pode aparecer como martensita lath ou martensita plana. Para o aço com 0–0,6% de carbono, a martensita tem a aparência de ripas e é chamada de martensita de ripas. Para aço com mais de 1% de carbono, formará uma estrutura semelhante a uma placa chamada martensita de placa. A martensita de placa, como o nome indica, forma-se como cristais lenticulares (em forma de lente) com um padrão em zigue-zague de placas menores. Entre essas duas porcentagens, a aparência física dos grãos é uma mistura das duas. A resistência da martensita é reduzida à medida que a quantidade de austenita retida aumenta.

Transformação Martensítica

O endurecimento por transformação, também conhecido como endurecimento por transformação martensítica, é um dos métodos mais comuns de endurecimento, que é usado principalmente para aços (isto é, aços carbono e aços inoxidáveis). A transformação martensítica não é, entretanto, exclusiva das ligas ferro-carbono. É encontrado em outros sistemas e é caracterizado, em parte, pela transformação sem difusão.

Os aços martensíticos usam predominantemente níveis mais altos de C e Mn, juntamente com tratamento térmico para aumentar a resistência. O produto acabado terá uma microestrutura duplex de ferrita com vários níveis de martensita degenerada. Isso permite vários níveis de força. Na metalurgia, a têmpera é mais comumente usada para endurecer o aço pela introdução de martensita. Existe um equilíbrio entre dureza e tenacidade em qualquer aço; quanto mais duro o aço, menos duro ou resistente a impactos ele é, e quanto mais resistente a impactos, menos duro ele é.

A martensita é produzida a partir da austenita como resultado da têmpera ou outra forma de resfriamento rápido. A austenita em ligas de ferro-carbono geralmente está presente apenas acima da temperatura eutetóide crítica (723°C) e abaixo de 1500°C, dependendo do teor de carbono. No caso de taxas normais de resfriamento, conforme a austenita esfria, o carbono se difunde para fora da austenita e forma carboneto de ferro rico em carbono (cementita) e deixa para trás a ferrita pobre em carbono. Dependendo da composição da liga, uma camada de ferrita e cementita, chamada perlita, pode se formar. Mas no caso de resfriamento rápido, o carbono não tem tempo suficiente para se difundir e se transforma em uma forma tetragonal de corpo centrado altamente deformada chamada martensita que é supersaturada com carbono. Todos os átomos de carbono permanecem como impurezas intersticiais na martensita.

Exemplo: Aço Inoxidável Martensítico

Os aços inoxidáveis ​​martensíticos são semelhantes aos aços ferríticos por serem baseados em cromo, mas têm níveis de carbono mais altos de até 1%. Às vezes, eles são classificados como aços inoxidáveis ​​martensíticos de baixo carbono e alto carbono. Eles contêm 12 a 14% de cromo, 0,2 a 1% de molibdênio e nenhuma quantidade significativa de níquel. Quantidades mais altas de carbono permitem que eles sejam endurecidos e revenidos de maneira semelhante aos aços carbono e de baixa liga. Possuem moderada resistência à corrosão, mas são considerados duros, fortes, levemente quebradiços. Eles são magnéticos e podem ser testados de forma não destrutiva usando o método de inspeção por partículas magnéticas, ao contrário do aço inoxidável austenítico. Um aço inoxidável martensítico comum é o AISI 440C, que contém 16 a 18% de cromo e 0,95 a 1,2% de carbono. O aço inoxidável grau 440C é usado nas seguintes aplicações: blocos padrão, talheres, rolamentos e pistas de esferas, moldes e matrizes, facas.

Martensita Temperada

A capacidade relativa de uma liga ferrosa de formar martensita é chamada de temperabilidade. A temperabilidade é comumente medida como a distância abaixo de uma superfície temperada na qual o metal exibe uma dureza específica de 50 HRC, por exemplo, ou uma porcentagem específica de martensita na microestrutura. A maior dureza de um aço perlítico é de 43 HRC, enquanto a martensita pode atingir 72 HRC. Martensita fresca é muito frágil se o teor de carbono for superior a aproximadamente 0,2 a 0,3%. É tão frágil que não pode ser usado para a maioria das aplicações. Essa fragilidade pode ser removida (com alguma perda de dureza) se o aço temperado for levemente aquecido em um processo conhecido como revenimento. A têmpera é realizada aquecendo um aço martensítico a uma temperatura abaixo do eutetóide por um período de tempo especificado (por exemplo, entre 250°C e 650°C).

Este tratamento térmico de revenimento permite, por processos de difusão, a formação de martensita revenida, conforme a reação:

martensita (BCT, monofásica) → martensita temperada (ferrita + Fe₃C fases)

onde a martensita BCT monofásica, que é supersaturada com carbono, se transforma na martensita revenida, composta pelas fases estáveis ​​de ferrita e cementita. Sua microestrutura é semelhante à microestrutura da esferoide, mas neste caso a martensita revenida contém partículas de cementita extremamente pequenas e uniformemente dispersas incorporadas em uma matriz contínua de ferrita. A martensita temperada pode ser quase tão dura e forte quanto a martensita, mas com ductilidade e tenacidade substancialmente aumentadas.

Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.
Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.
William D. Callister, David G. Rethwisch. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução 9ª Edição, Wiley; 9 edição (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.
Eberhart, Mark (2003). Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz. Harmonia. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R. (1995). Introdução à Termodinâmica dos Materiais (4ª ed.). Editora Taylor e Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Uma Introdução à Ciência dos Materiais. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-07097-1.
Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiais: engenharia, ciência, processamento e design (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdução à Engenharia Nuclear, 3ª ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Veja acima:
Tratamento Térmico

Os metais podem ser tratados termicamente para alterar as propriedades de resistência, ductilidade, tenacidade, dureza ou resistência à corrosão. Há uma série de fenômenos que ocorrem em metais e ligas em temperaturas elevadas. Por exemplo, a recristalização e a decomposição da austenita. Estes são eficazes na alteração das características mecânicas quando tratamentos térmicos ou processos térmicos apropriados são usados. De fato, o uso de tratamentos térmicos em ligas comerciais é uma prática extremamente comum. Os processos comuns de tratamento térmico incluem recozimento, endurecimento por precipitação, têmpera e revenido.

Têmpera

O termo revenido refere-se a um tratamento térmico que é usado para aumentar a tenacidade de ligas à base de ferro. A têmpera geralmente é realizada após o endurecimento, para reduzir parte do excesso de dureza, e é feita aquecendo o metal a uma temperatura abaixo do ponto crítico por um determinado período de tempo, deixando-o esfriar ao ar parado. A têmpera torna o metal menos duro, tornando-o mais capaz de suportar impactos sem quebrar. O revenido fará com que os elementos de liga dissolvidos precipitem ou, no caso de aços temperados, melhorem a resistência ao impacto e as propriedades dúcteis. Após o aquecimento, os átomos de carbono se difundem e reagem em uma série de etapas distintas que eventualmente formam Fe₃C ou um carboneto de liga em uma matriz de ferrite de nível de tensão gradualmente decrescente.

Para o revenido, a temperatura é muito mais importante do que o tempo na temperatura. A temperatura exata determina a quantidade de dureza removida e depende tanto da composição específica da liga quanto das propriedades desejadas no produto acabado. Por exemplo, ferramentas muito duras são muitas vezes revenidas a baixas temperaturas, entre 150 e 200° e mantêm grande parte da dureza e resistência da martensita temperada e fornecem uma pequena melhoria na ductilidade e tenacidade. Enquanto as molas são temperadas em temperaturas muito mais altas. O revenido acima de 425 °C melhora significativamente a ductilidade e a tenacidade, mas às custas da dureza e da resistência. Sob certas condições, a dureza pode permanecer inalterada pela têmpera ou pode até aumentar como resultado dela. Além disso, as ligas de aço que contêm um ou mais elementos formadores de carboneto (cromo, molibdênio, vanádio e tungstênio) são capazes de endurecimento secundário: eles podem se tornar um pouco mais duros como resultado do revenido.

Austêmpera

A austêmpera é um tratamento térmico usado para formar a bainita pura, uma microestrutura de transição encontrada entre a perlita e a martensita. A austêmpera consiste em resfriar rapidamente a peça metálica da temperatura de austenitização para cerca de 230 a 400°C, mantendo-a a uma temperatura constante para permitir a transformação isotérmica. Para evitar a formação de perlita ou martensita, o aço é temperado em um banho de metais fundidos ou sais. O aço é então mantido na temperatura de formação da bainita, além do ponto onde a temperatura atinge o equilíbrio, até que a bainita se forme completamente. O aço é então removido do banho e resfriado ao ar, sem a formação de perlita ou martensita. Dependendo da temperatura de manutenção, a austêmpera pode produzir bainita superior ou inferior.

Bainita é uma microestrutura semelhante a uma placa que se forma nos aços a partir da austenita quando as taxas de resfriamento não são rápidas o suficiente para produzir martensita, mas ainda são rápidas o suficiente para que o carbono não tenha tempo suficiente para se difundir para formar a perlita. A principal diferença entre a perlita e a bainita é que a perlita contém camadas alternadas de ferrita e cementita, enquanto a bainita tem uma microestrutura semelhante a uma placa. Uma estrutura fina não lamelar, a bainita geralmente consiste em cementita e ferrita rica em discordâncias. A grande densidade de discordâncias na ferrita presente na bainita e o tamanho fino das plaquetas de bainita tornam essa ferrita mais dura do que normalmente seria. Os aços bainíticos são geralmente mais fortes e duros que os aços perlíticos; ainda assim, exibem uma resistência superior ao impacto.

A austêmpera é aplicável à maioria dos aços de médio carbono e ligas de aço. Aços de baixa liga são geralmente restritos a seções de 9,5 mm ou mais finas, enquanto aços mais endurecíveis podem ser austemperados em seções de até 50 mm de espessura.

O termo têmpera refere-se a um tratamento térmico no qual um material é rapidamente resfriado em água, óleo ou ar para obter certas propriedades do material, especialmente dureza. Em ligas ferrosas, a têmpera é mais comumente usada para endurecer o aço pela introdução de martensita, enquanto as ligas não ferrosas geralmente se tornam mais macias do que o normal. Acima desta temperatura crítica, um metal é parcialmente ou totalmente austenitizado, a taxa de resfriamento do aço deve ser rápida para permitir que a austenita se transforme em bainita ou martensita metaestável.

A seleção de um meio de têmpera depende da temperabilidade da liga em particular, da espessura e forma da seção envolvida e das taxas de resfriamento necessárias para atingir a microestrutura desejada.

Martensita Temperada

A capacidade relativa de uma liga ferrosa de formar martensita é chamada de temperabilidade. A temperabilidade é comumente medida como a distância abaixo de uma superfície temperada na qual o metal exibe uma dureza específica de 50 HRC, por exemplo, ou uma porcentagem específica de martensita na microestrutura. A maior dureza de um aço perlítico é de 43 HRC, enquanto a martensita pode atingir 72 HRC. Martensita fresca é muito frágil se o teor de carbono for superior a aproximadamente 0,2 a 0,3%. É tão frágil que não pode ser usado para a maioria das aplicações. Essa fragilidade pode ser removida (com alguma perda de dureza) se o aço temperado for levemente aquecido em um processo conhecido como revenimento. A têmpera é realizada aquecendo um aço martensítico a uma temperatura abaixo do eutetóide por um período de tempo especificado (por exemplo, entre 250°C e 650°C).

Este tratamento térmico de revenimento permite, por processos de difusão, a formação de martensita revenida, conforme a reação:

martensita (BCT, monofásica) → martensita temperada (ferrita + Fe₃C fases)

onde a martensita BCT monofásica, que é supersaturada com carbono, se transforma na martensita revenida, composta pelas fases estáveis ​​de ferrita e cementita. Sua microestrutura é semelhante à microestrutura da esferoide, mas neste caso a martensita revenida contém partículas de cementita extremamente pequenas e uniformemente dispersas incorporadas em uma matriz contínua de ferrita. A martensita temperada pode ser quase tão dura e forte quanto a martensita, mas com ductilidade e tenacidade substancialmente aumentadas.

Outros processos

• Recozimento. O termo recozimento refere-se a um tratamento térmico no qual um material é exposto a uma temperatura elevada por um longo período de tempo e depois resfriado lentamente. Nesse processo, o metal se livra das tensões e torna a estrutura do grão grande e com bordas macias, de modo que, quando o metal é atingido ou estressado, ele amassa ou talvez entorta, em vez de quebrar; também é mais fácil lixar, retificar ou cortar metal recozido.
• Têmpera. O termo têmpera refere-se a um tratamento térmico no qual um material é rapidamente resfriado em água, óleo ou ar para obter certas propriedades do material, especialmente dureza. Na metalurgia, a têmpera é mais comumente usada para endurecer o aço pela introdução de martensita. Existe um equilíbrio entre dureza e tenacidade em qualquer aço; quanto mais duro o aço, menos duro ou resistente a impactos ele é, e quanto mais resistente a impactos, menos duro ele é.
• Temperar. O termo revenido refere-se a um tratamento térmico que é usado para aumentar a tenacidade de ligas à base de ferro. A têmpera geralmente é realizada após o endurecimento, para reduzir parte do excesso de dureza, e é feita aquecendo o metal a uma temperatura abaixo do ponto crítico por um determinado período de tempo, deixando-o esfriar ao ar parado. A têmpera torna o metal menos duro, tornando-o mais capaz de suportar impactos sem quebrar. O revenido fará com que os elementos de liga dissolvidos precipitem ou, no caso de aços temperados, melhorem a resistência ao impacto e as propriedades dúcteis.
• Envelhecimento. O endurecimento por idade, também chamado de endurecimento por precipitação ou endurecimento de partículas, é uma técnica de tratamento térmico baseada na formação de partículas extremamente pequenas e uniformemente dispersas de uma segunda fase dentro da matriz de fase original para aumentar a resistência e a dureza de algumas ligas metálicas. O endurecimento por precipitação é usado para aumentar a resistência ao escoamento de materiais maleáveis, incluindo a maioria das ligas estruturais de alumínio, magnésio, níquel, titânio e alguns aços e aços inoxidáveis. Em superligas, é conhecido por causar anomalia no limite de escoamento, proporcionando excelente resistência em altas temperaturas.

Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 e 2. Janeiro de 1993.
Departamento de Energia dos EUA, Ciência de Materiais. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 e 2. Janeiro de 1993.
William D. Callister, David G. Rethwisch. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução 9ª Edição, Wiley; 9 edição (4 de dezembro de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.
Eberhart, Mark (2003). Por que as coisas quebram: entendendo o mundo pela maneira como ele se desfaz. Harmonia. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R. (1995). Introdução à Termodinâmica dos Materiais (4ª ed.). Editora Taylor e Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
González-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Uma Introdução à Ciência dos Materiais. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-07097-1.
Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiais: engenharia, ciência, processamento e design (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introdução à Engenharia Nuclear, 3ª ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Veja acima:
Tratamento Térmico

Têmpera

O termo revenido refere-se a um tratamento térmico que é usado para aumentar a tenacidade de ligas à base de ferro. A têmpera geralmente é realizada após o endurecimento, para reduzir parte do excesso de dureza, e é feita aquecendo o metal a uma temperatura abaixo do ponto crítico por um determinado período de tempo, deixando-o esfriar ao ar parado. A têmpera torna o metal menos duro, tornando-o mais capaz de suportar impactos sem quebrar. O revenido fará com que os elementos de liga dissolvidos precipitem ou, no caso de aços temperados, melhorem a resistência ao impacto e as propriedades dúcteis. Após o aquecimento, os átomos de carbono se difundem e reagem em uma série de etapas distintas que eventualmente formam Fe₃C ou um carboneto de liga em uma matriz de ferrite de nível de tensão gradualmente decrescente.

Para o revenido, a temperatura é muito mais importante do que o tempo na temperatura. A temperatura exata determina a quantidade de dureza removida e depende tanto da composição específica da liga quanto das propriedades desejadas no produto acabado. Por exemplo, ferramentas muito duras são muitas vezes revenidas a baixas temperaturas, entre 150 e 200° e mantêm grande parte da dureza e resistência da martensita temperada e fornecem uma pequena melhoria na ductilidade e tenacidade. Enquanto as molas são temperadas em temperaturas muito mais altas. O revenido acima de 425 °C melhora significativamente a ductilidade e a tenacidade, mas às custas da dureza e da resistência. Sob certas condições, a dureza pode permanecer inalterada pela têmpera ou pode até aumentar como resultado dela. Além disso, as ligas de aço que contêm um ou mais elementos formadores de carboneto (cromo, molibdênio, vanádio e tungstênio) são capazes de endurecimento secundário: eles podem se tornar um pouco mais duros como resultado do revenido.

Austêmpera

A austêmpera é um tratamento térmico usado para formar a bainita pura, uma microestrutura de transição encontrada entre a perlita e a martensita. A austêmpera consiste em resfriar rapidamente a peça metálica da temperatura de austenitização para cerca de 230 a 400°C, mantendo-a a uma temperatura constante para permitir a transformação isotérmica. Para evitar a formação de perlita ou martensita, o aço é temperado em um banho de metais fundidos ou sais. O aço é então mantido na temperatura de formação da bainita, além do ponto onde a temperatura atinge o equilíbrio, até que a bainita se forme completamente. O aço é então removido do banho e resfriado ao ar, sem a formação de perlita ou martensita. Dependendo da temperatura de manutenção, a austêmpera pode produzir bainita superior ou inferior.

Bbainita é uma microestrutura semelhante a uma placa que se forma nos aços a partir da austenita quando as taxas de resfriamento não são rápidas o suficiente para produzir martensita, mas ainda são rápidas o suficiente para que o carbono não tenha tempo suficiente para se difundir para formar a perlita. A principal diferença entre a perlita e a bainita é que a perlita contém camadas alternadas de ferrita e cementita, enquanto a bainita tem uma microestrutura semelhante a uma placa. Uma estrutura fina não lamelar, a bainita geralmente consiste em cementita e ferrita rica em discordâncias. A grande densidade de discordâncias na ferrita presente na bainita e o tamanho fino das plaquetas de bainita tornam essa ferrita mais dura do que normalmente seria. Os aços bainíticos são geralmente mais fortes e duros que os aços perlíticos; ainda assim, exibem uma resistência superior ao impacto.

A austêmpera é aplicável à maioria dos aços de médio carbono e ligas de aço. Aços de baixa liga são geralmente restritos a seções de 9,5 mm ou mais finas, enquanto aços mais endurecíveis podem ser austemperados em seções de até 50 mm de espessura.

O termo têmpera refere-se a um tratamento térmico no qual um material é rapidamente resfriado em água, óleo ou ar para obter certas propriedades do material, especialmente dureza. Em ligas ferrosas, a têmpera é mais comumente usada para endurecer o aço pela introdução de martensita, enquanto as ligas não ferrosas geralmente se tornam mais macias do que o normal. Acima desta temperatura crítica, um metal é parcialmente ou totalmente austenitizado, a taxa de resfriamento do aço deve ser rápida para permitir que a austenita se transforme em bainita ou martensita metaestável.

A seleção de um meio de têmpera depende da temperabilidade da liga em particular, da espessura e forma da seção envolvida e das taxas de resfriamento necessárias para atingir a microestrutura desejada.

Veja acima:
Tratamento Térmico