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O que é Temperar Metais – Definição

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.

trabalho a quenteOs metais podem ser tratados termicamente para alterar as propriedades de resistênciaductilidadetenacidadedureza 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.

Referências:
Ciência dos Materiais:

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

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