Aula 2 – Tratamento Térmico Metalografia das Estruturas do Aço

Dente da fresa: se não receber tratamento térmico não terá a dureza necessária para fazer uma engrenagem por exemplo. A mesmacoisa acontece com o torno. Se a ferramenta do torno não tiver adureza necessária, jamais irá conseguir tornear o eixo. O tratamento térmico é uma mão na roda na linha de produção.

O aço usado para fazer o eixo também recebeu um tratamento térmico só que para amolecer o aço, ou seja, o tratamento térmico também abaixa a dureza do aço, ele serve tanto para endurecer como amolecer o aço dependendo da necessidade. A ferramenta do torno e a matéria prima a ser torneada, duas situações extremas e opostas da alteração das propriedades do aço.

É importante saber que a diferença entre os constituintes do aço também podem alterar a sua dureza. Por isso, é preciso conhecer muito bem os constituintes do aço antes de fazer o tratamento térmico.

O aço muda a sua estrutura quando é submetido a um tratamento térmico.

Precisa entender quem é quem dentro do aço.

Amostras de aço pra saber se são iguais ou diferentes.

Na primeira amostra da pra ver que tem muito mais grãos claros que escuros, já na segunda amostra tem mais grãos escuros, isso tem a ver com a concentração de carbono.

O que diferencia as amostras são as concentrações de carbono.

Grãos claros: grãos sem carbono.

Grãos escuros: grãos que tem carbono.

Como na primeira amostra existe mais grãos claros, quase sem carbono, a gente diz que esse aço tem baixo teor de carbono. Já na outra amostra, tem mais grãos escuros, ricos em carbono, ou seja, essa amostra tem mais carbono. Nesse caso, trata-se de umaamostra com médio teor de carbono.

Quanto mais carbono mais duro é o aço. Quanto mais carbono maiora dureza. Isso acontece justamente por causa dos grãos escuros, mais resistentes e mais duros.

Os grãos claros são chamados de ferrita (pouco carbono), e os grãos escuros (muito carbno) são chamados de perlita.

Qual o aço que tem mais perlita¿ O deste eixo que eu estou torneando que está meio difícil, ou desse eixo aqui, já torneadoque foi mais fácil.

Qual tem mais perlita¿ O eixo difícil de usinar ou o eixo usinado com mais facilidade¿ Ou seja, quem tem mais carbono, ou quem é mais duro¿ Porque quanto mais carbono maior a dureza. Portanto, o eixo difícil de usinar, então esse eixo tem mais carbono, ou seja, tem mais perlita.

Por que os grãos brancos tem menos carbono¿ A ferrita apresenta uma estrutura cúbica de corpo centrado CCC. Os átomos que formamessa estrutura se organizam entre si muito próximos, super apertados. Daí os átomos de carbono tem muita dificuldade de se acomodarem numa estrutura como essa. A ferrita consegue acomodarno máximo 0,025% de átomos de carbono, ou seja, muito pouco.

A perrita também tem ferrita na sua estrutura. Se ampliar váriasvezes um grão escuro ou perlita no miscroscópio, percebe que eleé formado por uma sequência de linhas, ou lâminas claras e escuras. As lâminas claras são ferrita, e as lâminas escuras sãocementita. Ou seja, na perlita tem ferrita e cementita. A estrutura da cementita é constituída de doze átomos de ferro e quatro átomos de carbono. É a presença desses carbonos que garantem a dureza da cementita.

É só o ferro e o carbono que determinam as propriedades do aço¿ Será que dá pra melhorar essa propriedade adicionando outros elementos¿

Em competições de alto nível, pra bater recordes e estar entre os primeiros, os atletas precisam de dietas especiais e reforçosvitamínicos, para melhorarem ainda mais seus desempenhos. Pois com o aço acontece algo similar. É possível melhorar seu desempenho, quer dizer, suas propriedades. Só que no caso do açoquem faz as vezes das vitaminas são os elementos químicos, como o níquel, o molibdênio, o tungstênio, o vanádio, o cromo e outros. Esses elementos podem ser adicionados durante a fabricação do aço, melhorando suas propriedades. Aço vitaminado,um aço enriquecido com elemento químico.

Ferrita, cementita e perlita é com o aço em temperatura ambiente.

Como o aço precisa de calor para ter um tratamento térmico, é muito importante conhecer o que acontece com os constituintes durante o aquecimento do aço.

Vamos ver o que acontece quando aquecemos um aço que tenha, porexemplo, 0,4% de carbono. A 300ºC ainda está tudo na mesma, ou seja, a estrutura do aço é igualzinha, a sua estrutura em temperatura ambiente, ferrita e perlita.

Mas isso começa a mudar a 760ºC. A ferrita continua estável, masa perlita se transforma num outro tipo de grão, a austenita.

Por fim, a 850ºC toda a estrutura do aço se transforma em austenita.

O gráfico ilustra o aquecimento do aço, no eixo vertical temos as temperaturas, e no horizontal temos os aços com diferentes teores de carbono. No nosso exemplo, é só pegar a posição do açocom 0,4% e ir subindo pra ver o que acontece. A região entre o momento que a estrutura começa a sofrer mudanças, até o momento em que tudo se transforma em austenita é chamada zona crítica. Aregião que tudo se transforma em austenita é chamada zona de austenitização. O aço com 0,8% não tem zona crítica ele passa direto para a zona de austenitização.

A zona crítica é o momento que as células unitárias de CCC se transformam em CFC. A austenita tem uma estrutura cúbica de facecentrada, apresentando menor resistência e boa tenacidade e ela não é magnética.

Tratamento térmico é aquecimento.

Resfriamento do aço é só fazer o caminho inverso do gráfico. Resfriar um aço com teor de 0,4% de carbono, que está a 850ºC, ou seja, a estrutura é austenita pura. Quando a temperatura chegar a mais ou menos a 760ºC,parte da austenita desaparece dando lugar a ferrita. Isso quer dizer que a estrutura do aço

nesse momento apresenta só ferrita e austenita. Mas a 700ºC a austenita já desapareceu. Aqui só da ferrita e perlita.

Resfriando o aço voltamos a ter sua estrutura original em temperatura ambiente. O resfriamento pelo gráfico é como se o aço fosse retirado do forno e fosse resfriando lentamente em temperatura ambiente. Você pode por exemplo, tirar o objeto do forno, e mergulhá-lo diretamente na salmoura. O aço resfriado dessa maneira, bruscamente, cria um novo tipo de grão, mais duro, a martensita.

Aprender a mexer no torno e microscópio