ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO TEMPO NO AUMENTO DA DUREZA NOS TRATAMENTOS TÉRMICOS DE TÊMPERA DO AÇO ABNT 1045

ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO TEMPO NO AUMENTO DA DUREZA NOS TRATAMENTOS TÉRMICOS DE TÊMPERA DO AÇO ABNT 1045

Almiro Gonçalves dos Santos Júnior^[1]

Engenharia Mecânica, Faculdade Redentor

Igor de Sá Pimenta^[2]

Engenharia Mecânica, Faculdade Redentor

Resumo

Foram realizados tratamentos térmicos de têmpera e de revenimento em amostras do Aço ABNT 1045 à temperaturas de 960°C e 260°C respectivamente, em intervalos de tempos de 30, 60 e 90 minutos para têmpera e de 40 minutos no revenimento, resfriados em água no primeiro tratamento e em ar ambiente no segundo. Os resultados obtidos através da realização de 10 ensaios de dureza (HRC) para cada amostra tratada termicamente, revelaram que a influência do tempo de tratamento térmico pode propiciar um aumento significativo na dureza dos materiais, tendo em vista que o modo de resfriamento realizado foi o mesmo para todas as amostras, e o revenimento realizado, teve objetivo de corrigir a rigidez, fragilidade e tensões internas, criados logo após a têmpera. As amostras foram preparadas para análise microscópica de acordo com as normas técnicas de metalografia, atacadas quimicamente com solução Nital 2% e analisadas em um microscópio com o aumento de até 1000X, essas análises mostraram que as características estruturais sofreram alterações, sendo possível identificar as microestruturas perlita e a ferrita nas imagens.

Palavras-chave: Influência, tempo, têmpera, revenimento, microscopia.

Abstract

This work carried out heat treatment of quenching and tempering in ABNT 1045 steel samples at temperatures of 960 ° C and 260 ° C respectively in time intervals of 30, 60 and 90 minutes for hardening and tempering in 40 minutes, cooled water treatment in the first and second ambient air. The results obtained by performing assays hardness 10 (HRC) for each heat treated sample revealed that the influence of the heat treatment time can provide a significant increase in hardness of the materials, considering that the cooling was performed so same for all samples, and tempering done, had the objective of correcting the stiffness, brittleness and internal stresses, created soon after hardening. Samples were prepared for microscopic analysis in accordance with the standards metallographic techniques and etched with 2% Nital solution and analyzed in a microscope with a 1000x magnification, these analyzes showed that the structural characteristics have changed, it is possible to identify the perlite and the ferrite in the images.

Keywords: Influence, time, quenching, tempering, microscopy.

INTRODUÇÃO

Os processos que envolvem o tratamento térmico dos materiais, começaram a ser descobertos e desenvolvidos pelo homem há muitos séculos atrás, quando então percebeu que ao se aquecer e resfriar um metal podia torná-los mais duros, mais moles e até mesmo mais maleáveis.

        Dentre os tratamentos térmicos comuns das ligas metálicas podemos citar os seguintes: recozimento, normalização, têmpera, revenimento, tratamentos isotérmicos, tratamentos termoquímicos, endurecimento por precipitação e coalescimento. Neste trabalho foram abordados apenas os tratamentos térmicos de têmpera e o revenimento ou revenido, tratamento obrigatório após a realização da têmpera.

 De acordo com CHIAVERINI (1986), a têmpera é o mais importante dos tratamentos térmicos para área da construção mecânica. As amostras são aquecidas em uma temperatura já pré-determinada e o resfriamento, é muito rápido e são feitos geralmente em meios líquidos, onde as peças são mergulhadas depois de aquecidas. Todos esses processos resultam em modificações estruturais muito intensas que levam a um grande aumento da dureza, da resistência ao desgaste, da resistência a tração.

De acordo com CHIAVERINI (1986), o revenimento é aplicado nos aços já temperados, logo após a têmpera, são aquecidos novamente desta vez em temperaturas inferiores à da zona crítica, resultando em modificação estrutural obtida na têmpera. O revenimento melhora a ductibilidade, reduzindo os valores de dureza e resistência a tração, ao mesmo tempo que em que as tensões internas são aliviadas ou eliminadas.

Neste estudo, foram utilizadas amostras do Aço ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) 1045, material utilizado principalmente em eixos em geral, pinos, cilindros, ferrolho, parafusos, grampos, braçadeiras, pinças, cilindros, pregos, colunas, entre outros tipos de peças que podem ser fabricados utilizando esse material.

Com isso, foi visto a influência do tempo no tratamento térmico de têmpera, assim como, a caracterização microestrutural das amostras, que foram analisadas por meio de ensaio de dureza e por análises microscópicas respectivamente.

2 MATERIAIS E MÉTODOS

Neste estudo, foram empregadas 10 amostras de Aço ABNT (Associação Brasileira de Normas técnicas) 1045, material bastante utilizado na fabricação de componentes que necessitam de uma resistência maior que as dos aços de baixo carbono. O Aço ABNT 1045 segundo a norma NBR NM 87/2000, que estabelece as composições químicas dos aços para construção mecânica, deverá conter as seguintes composições químicas:

Tabela 1: Composição química do Aço ABNT 1045, segundo a norma NBR NM 87/2000(%).

Carbono	Manganês (Mn)	Fósforo (P) máx.	Enxofre (S) máx.	Silício (Si)
0,43-0,50	0,60-0,90	0,040	0,050	0,10-0,60

 

Desse material, foram extraídas dez (10) amostras de uma barra de seção circular de 12,7 mm por 300 mm de comprimento, sendo cada uma das amostras cortada com 30 mm comprimento.

As dez amostras foram divididas em quatro grupos, com 3 amostras cada, sendo que uma única amostra não teve tratamento a título de comparação, as quais foram submetidas ao tratamento térmico de têmpera em um forno a uma temperatura de 860°C, pelos intervalos de tempo de 30, 60 e 90 minutos, transcorridos os tempos, elas sofreram resfriamento em água. Após esse processo, as mesmas passaram pelo revenimento, para corrigir qualquer excesso de dureza.