Endurecimento de Metais por Têmpera
Endurecimento de Metais por Têmpera
O endurecimento de metais é um processo térmico fundamental para modificar as propriedades mecânicas de ligas metálicas, especialmente o aço. Este processo depende diretamente do teor de carbono e da presença de elementos de liga na composição do material.
Características de Diferentes Materiais
- Ferro puro e aços de baixo carbono: Não são significativamente endurecíveis por têmpera devido à ausência de carbono suficiente para formar martensita, a fase endurecida do aço.
- Ferro fundido: Apresenta capacidade limitada de endurecimento. O resfriamento rápido transforma o ferro em “ferro branco” (duro e quebradiço), enquanto o resfriamento lento gera “ferro cinzento” (macio e quebradiço ao impacto).
Influência do Carbono no Endurecimento
- O teor de carbono no aço é crucial. A capacidade de endurecimento aumenta com o teor de carbono até cerca de 0,85%. Acima desse valor, o endurecimento não aumenta mais significativamente.
- Durante a têmpera, o aço é aquecido a uma temperatura superior à sua zona crítica, mantido por um tempo específico e resfriado rapidamente em óleo, água ou salmoura. Esse processo promove a formação de martensita.
Resfriamento e Formação de Microestruturas
- Resfriamento rápido abaixo de 540°C (1000°F) deve ocorrer em menos de 1 segundo para evitar a formação de perlita em vez de martensita.
- Resfriamentos inadequados geram perlita de grão fino, mais dura que a formada por recozimento, mas menos que a martensita desejada.
Impacto dos Elementos de Liga
- Aços com elementos de liga têm maior tolerância ao tempo de resfriamento. Isso permite que meios de resfriamento menos agressivos (como o ar) possam ser usados para alcançar a martensita.
Riscos e Procedimentos Pós-Têmpera
- Tensões internas elevadas geradas durante a têmpera podem causar trincas. Para mitigar, o aço é revenido, sendo removido do banho de resfriamento ainda em temperaturas superiores a 95°C (200°F).
- A revenção ajuda a aliviar tensões internas, garantindo um equilíbrio entre dureza e ductilidade.
O endurecimento por têmpera é, assim, uma técnica controlada que exige conhecimento dos materiais, suas propriedades e o comportamento das fases metalúrgicas durante o processo térmico.
