TRATAMENTO TÉRMICO DO AÇO

A realização dos tratamentos de têmpera e revenimento produz a microestrutura de martensita revenida, que proporciona a melhor combinação de resistência mecânica/dureza e tenacidade.

A têmpera, produzindo martensita, leva à obtenção de resistência mecânica/dureza, mas as tensões associadas à transformação martensítica podem causar trincas e distorções no aço temperado e assim, logo após a têmpera o aço deve ser revenido, pois embora a resistência mecânica/dureza caia um pouco, mas não muito, devido à difusão dos átomos de carbono para fora da martensita, assim um pouco empobrecida, as tensões são eliminadas, resultando em considerável ganho de tenacidade, além de evitar trincas e distorções

TEMPERABILIDADE

É um conceito importante e consiste na capacidade do aço sofrer transformação martensítica (têmpera) após ser resfriado rapidamente num determinado meio a partir do campo austenítico.

RESFRIAMENTO NA TÊMPERA

Dois fatores influenciam a velocidade com a qual as diferentes posições na peça resfriam:

VELOCIDADE DE EXTRAÇÃO DO CALOR NA SUPERFÍCIE DA PEÇA: 

é função do meio de têmpera selecionado.

• TRANSMISSÃO DE CALOR POR CONDUÇÃO DENTRO DA PEÇA: 

é influenciada pela geometria da peça: dimensões e forma.

Em função disso podem se formar diferentes microestruturas na superfície e no interior da peças.

REVENIMENTO

Em decorrência da têmpera no aço as tensões residuais são excessivas e a ductilidade e a tenacidade são muito baixas para permitir seu uso na maioria das aplicações, sendo necessária a realização de um tratamento térmico denominado revenimento, que altera a microestrutura e alivia as tensões decorrentes da têmpera, consistindo no aquecimento abaixo da zona crítica, com o objetivo de aumentar a ductilidade e a tenacidade e ajustar a resistência mecânica para o nível desejado, além de aliviar tensões. 

TRANSFORMAÇÕES NO REVENIMENTO

A martensita resultante da têmpera é metaestável. O aquecimento abaixo da zona crítica favorece a transformação da martensita em fases mais próximas do equilíbrio, eventualmente até ferrita + cementita/carbonetos.

Isso leva à redução de dureza/resistência mecânica e ao aumento da ductilidade/tenacidade.

ESTÁGIOS DAS TRANSFORMAÇÕES NO REVENIMENTO

• Até cerca de 100 ºC: redistribuição dos átomos de carbono.

• 100 a 300 ºC: precipitação de carbonetos. Nos aços de alto C, além dos carbonetos ε também os carbonetos χ.

• 200 a 300 ºC: austenita retida em aços de médio e alto carbono se decompõe: precipitação de carbonetos na austenita, reduzindo seu teor de carbono em solução e viabilizando a formação de martensita no resfriamento pós-revenimento.

• Acima de cerca de 300 ºC: inicia-se a recuperação e a recristalização da martensita, com a eliminação de discordâncias, combinado com o crescimento e a esferoidização das partículas de cementita, resultando em queda de dureza/resistência mecânica.

• Entre 500 e 650 ºC: precipitação de carbetos de elementos de liga, aumentando a dureza/resistência mecânica.

AUSTENITA RETIDA E DUPLO REVENIMENTO

À medida que aumenta o teor de carbono do aço, diminuem as temperaturas, aumentando assim a tendência à formação de austenita retida como consequência da têmpera.

Durante o revenimento pode ocorrer a precipitação de carbetos na austenita retida, reduzindo o teor de carbono desta. No resfriamento pós-têmpera pode ocorrer a transformação da austenita retida em martensita, exigindo novo revenimento.

DUPLO REVENIMENTO

Recomenda-se o duplo revenimento para aços ferramenta e aços de alto teor de carbono em geral, com o objetivo de garantir tenacidade e estabilidade dimensional.