Generalidades
Há muitos séculos atrás o homem descobriu que com aquecimento e resfriamento podia modificar as propriedades mecânicas de um aço, isto é, torná-los mais duro, mais mole, mais maleável, etc. Mais tarde, descobriu também que a rapidez com que o aço era resfriado e a quantidade de carbono que possuía influíam decisivamente nessas modificações. O processo de aquecer e resfriar um aço, visando modificar as sua propriedades, denomina-se TRATAMENTO TÉRMICO.
Um tratamento térmico é feito em três fases distintas:
1 - aquecimento
2 - manutenção da temperatura
Tipos de tratamentos térmicos:
Existem duas classes de tratamentos térmicos:
1) - Os tratamentos que por simples aquecimento e resfriamento, modificam as propriedades de toda a massa do aço, tais como:
a - Têmpera
b - Revenimento
c - Recozimento
2) - Os tratamentos que modificam as propriedades somente numa fina camada superficial da peça. Esses tratamentos térmicos nos quais a peça é aquecida juntamente com produtos químicos e posteriormente resfriado são:
a - Cementação
b - Nitretação
Têmpera:
É o tratamento térmico aplicado aos aços com porcentagem igual ou maior do que 0,4% de carbono. O efeito principal da têmpera num aço é o aumento de dureza.
Fases da têmpera.
1ª Fase:
– Aquecimento – A peça é aquecida em forno ou forja, até uma temperatura recomendada. (Por volta de 800ºC para os aços ao carbono).
– Manutenção da temperatura – Atingida a temperatura desejada esta deve ser mantida por algum tempo afim de uniformizar o aquecimento em toda a peça.
3ª Fase:
– Resfriamento – A peça uniformemente aquecida na temperatura desejada é resfriada em água, óleo ou jato de ar.
Efeitos da Têmpera
1) - Aumento considerável da dureza do aço.
2) - Aumento da fragilidade em virtude do aumento de dureza. (O aço torna-se muito quebradiço). Reduz-se a fragilidade de um aço temperado com um outro tratamento térmico denominado revenimento.
Observações:
2) - O controle da temperatura durante o aquecimento, nos fornos, é feito por aparelhos denominados pirômetros. Nas forjas o mecânico identifica a temperatura pela cor do material aquecido.
3) - De início o aquecimento deve ser lento, (pré-aquecimento), afim de não provocar defeitos na peça.
4) - A manutenção da temperatura varia de acordo com a forma da peça; o tempo nesta fase não deve ser além do necessário.
Revenimento:
É o tratamento térmico que se faz nos aços já temperados, com a finalidade de diminuir a sua fragilidade, isto é, torná-lo menos quebradiço. O revenimento é feito aquecendo-se a peça temperada até uma certa temperatura resfriando-a em seguida. As temperaturas de revenimento são encontradas em tabelas e para os aços ao carbono variam entre 210ºC e 320ºC.
Fases do Revenimento
1ª Fase:
– Aquecimento – Feito geralmente em fornos controlando-se a temperatura com pirômetro. Nos pequenos trabalhos os aquecimento pode ser feito apoiando-se a peça polida, em um bloco de aço aquecido ao rubro.
O forte calor que desprende do bloco, aquece lentamente a peça, produzindo nesta uma coloração que varia à medida que a temperatura aumenta. Essas cores, que possibilitam identificar a temperatura da peça, são denominadas cores de revenimento.
Tabela de cores do Revenimento
2ª Fase:
– Manutenção da Temperatura – Possível quando o aquecimento é feito em fornos.
3ª Fase:
– Resfriamento – O resfriamento da peça pode ser:
– Lento – deixando-a esfriar naturalmente.
– Rápido – mergulhando-a em água ou óleo.
Efeitos do revenimento
Diminui um pouco a dureza da peça temperada, porém aumenta consideravelmente a sua resistência aos choques. Geralmente, toda peça temperada passa por um revenimento, sendo até comum dizer-se “peça temperada” ao invés de “peça temperada e revenida”.
Recozimento
O recozimento é o tratamento térmico que tem por finalidade eliminar a dureza de uma peça temperada ou normalizar materiais com tensões internas resultantes do forjamento, da laminação, trefilação etc..
1ª Fase:
Aquecimento – A peça é aquecida a uma temperatura que varia de acordo com o material a ser recozido. (Entre 500ºC e 900ºC).A escolha da temperatura de recozimento é feita mediante consulta a uma tabela.
Exemplo de tabela:
2ª Fase:
Manutenção da temperatura – A peça deve permanecer aquecida por algum tempo na temperatura recomendada para que as modificações atinjam toda a massa da mesma.
3ª Fase:
Resfriamento – O resfriamento deve ser feito lentamente, tanto mais lento quanto maior for a porcentagem de carbono do aço. No resfriamento para recozimento adotam-se os seguintes processos:
1) - Exposição da peça aquecida ao ar livre. (Processo pouco usado).
2) - Colocação da peça em caixas contendo cal, cinza, areia ou outros materiais.
3) - Interrompendo-se o aquecimento, deixando a peça esfriar dentro do próprio forno.
Observação – O material para resfriamento da peça deve estar bem seco.
3) - Interrompendo-se o aquecimento, deixando a peça esfriar dentro do próprio forno.
Nota – No recozimento do cobre e latão o resfriamento deve ser o mais rápido possível.
Efeitos do recozimento no aço
1) Elimina a dureza de uma peça temperada anteriormente, fazendo-se voltar a sua dureza normal.
2) Torna o aço mais homogêneo, melhora sua ductilidade tornando-o facilmente usinável.
Cementação
Muitas peças de mecânica necessitam ter elevada dureza externa para resistirem ao desgaste; entretanto, internamente precisam permanecer “moles”, para suportarem solavancos.
Essas peças geralmente são em aço de baixa porcentagem de carbono e recebem um tratamento denominado CEMENTAÇÃO.
Cementação:
A cementação é um tratamento que consiste em aumentar a porcentagem de carbono numa fina camada externa da peça.Após a cementação tempera-se a peça; as partes externas adquirem elevada dureza enquanto as partes internas permanecem sem alterações. A cementação é feita aquecendo-se a peça de aço de baixo teor de carbono, junto com um material rico em carbono (carburante). Quando a peça atinge alta temperatura (750ºC a 1.000ºC) passa a absorver parte do carbono do carburante. Quanto mais tempo a peça permanecer aquecida com o carburante, mais espessa se tornará a camada.
Os carburantes podem ser sólidos, (grãos ou pós), líquidos ou gasosos. A qualidade do carburantes influi na rapidez com que se forma a camada.
Fases da cementação
1ª Fase:
Aquecimento
1) Cementação em caixa:
As peças são colocadas em caixas juntamente com o carburante, fechadas hermeticamente e aquecidas até a temperatura recomendada.
2) Cementação em banho:
As peças são mergulhadas no carburante líquido aquecido, através de cestas ou ganchos.
2ª Fase:
Manutenção da temperatura – O tempo de duração desta fase varia de acordo com a espessura da camada que se deseja e da qualidade do carburante utilizado. (0,1mm 0,2mm por hora).
3ª Fase:
Resfriamento – A peça é esfriada lentamente dentro da própria caixa. Após a cementação as peças são temperadas.
Nitretação
É um processo semelhante à cementação, que se faz aquecendo o aço a uma temperatura de 500ºC a 525ºC na presença de um gás denominado Nitrogênio. Após algum tempo, obtém-se uma fina camada, extremamente dura, não havendo necessidade de se temperar a peça.
Nitretação a Plasma

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