TRATAMENTO TÉRMICO DOS AÇOS

TRATAMENTO TÉRMICO DOS AÇOS 

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SENAI-RS – SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL 

DEPARTAMENTO REGIONAL DO RIO GRANDE DO SUL 

CONSELHO REGIONAL 

Presidente Nato 

Francisco Renan O. Proença – Presidente do Sistema FIERGS 

Conselheiros Delegados das Atividades Industriais – FIERGS 

Titulares 

Manfredo Frederico Koehler 

Astor Milton Schmitt 

Valayr Hélio Wosiack 

Representantes do Ministério da Educação 

Titular 

Edelbert Krüger 

2 

Suplentes 

Deomedes Roque Talini 

Arlindo Paludo 

Pedro Antônio G. Leivas Leite 

Suplente 

Aldo Antonello Rosito 

Representantes do Ministério do Trabalho e Emprego 

Titular 

Neusa Maria de Azevedo 

Suplente 

Elisete Ramos 

Diretor do Departamento Regional do SENAI-RS 

José Zortéa 

DIRETORIA REGIONAL DO SENAI-RS 

José Zortéa – Diretor Regional 

Paulo Fernando Presser – Diretor de Educação e Tecnologia 

Jorge Solidônio Serpa – Diretor Administrativo-Financeiro

Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial 

Centro de Educação Profissional SENAI Lindolfo Collor 

AURY DA SILVA LUTZ 

TRATAMENTO TÉRMICO DOS AÇOS 

São Leopoldo 

Maio de 2004 

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TRATAMENTO TÉRMICO 

© 2004, SENAI-RS 

Trabalho organizado por técnico do CEP SENAI Lindolfo Collor, sob a coordenação 

da Unidade de Negócios em Educação Profissional de Nível Básico da Diretoria de 

Educação e Tecnologia do Departamento Regional do SENAI–RS. 

Coordenação Geral Paulo Fernando Presser DET 

Coordenação Técnica Jaures de Oliveira DET/UNEP 

Coordenação Local Paulo Pires CEP SENAI Lindolfo Collor 

Elaboração Aury da Silva Lutz CEP SENAI Lindolfo Collor 

Revisão técnica Luiz Carlos Nascimento Lopo consultor 

Digitação, formatação e 

revisão lingüística e gramatical 

Regina Maria Recktenwald consultora 

Normalização bibliográfica Cristiane M. Teixeira Luvizetto CEP SENAI Lindolfo Collor 

Produção gráfica CEP SENAI de Artes Gráficas Henrique d’Ávila Bertaso 

L 975 LUTZ, Aury da Silva. Tratamento Térmico. São Leopoldo, 

CEP SENAI Lindolfo Collor, 2004. 120 p. il. 

1. Tratamento térmico I. Título 

CDU – 621.785 

SENAI – Departamento Regional do Rio Grande do Sul 

Av. Assis Brasil, 8787 

91140-001 – Porto Alegre, RS 

Tel.: (51) 3347-8698 Fax: (51) 3347-8813 

e-mail: unep@dr.rs.senai.br 

SENAI – Instituição mantida e administrada pela Indústria 

A reprodução total ou parcial desta publicação por quaisquer meios, seja eletrônico, mecânico, fotocópia de 

gravação ou outros, somente será permitida com prévia autorização, por escrito, deste Departamento Regional. 

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HOMENAGEM 

O Conselho Consultivo das Unidades Operacionais do SENAI-RS tem por objetivo 

colaborar com o Departamento Regional e com a Direção da Unidade, 

assessorando-os quanto à identificação das necessidades das comunidades nas 

áreas de competência do SENAI e oferecendo-lhes apoio com vistas à constante 

melhoria de desempenho da Unidade Operacional a que está vinculado. Os 

benefícios resultantes desse apoio para a comunidade industrial e para as Unidades 

do SENAI sofrem influência direta da atuação que o presidente do Conselho exerce 

junto a seus conselheiros na condução do processo. 

O Centro de Educação Profissional SENAI Lindolfo Collor, de São Leopoldo, RS, 

teve a honra de contar com o Sr. Mauri da Silva Teixeira, industrial da Região, como 

Presidente de seu Conselho Consultivo no período de 24 de agosto de 2000 a 16 de 

março de 2003, que desempenhou a função com liderança e maestria. Infelizmente, 

seu inesperado e prematuro passamento, ocorrido em 16 de março de 2003, privou 

o Centro de seu agradável convívio e das sempre excelentes idéias, sugestões, 

aconselhamentos e ensinamentos. 

Visando perenizar o trabalho desenvolvido pelo Sr. Mauri no SENAI, prestamos-lhe, 

postumamente, esta homenagem, em especial porque o presente fascículo é um dos 

exemplos e uma forma material de suas incontáveis iniciativas e criatividade. 

Muito obrigado, Sr. Mauri, por nos ter dado a oportunidade de desfrutar do convívio 

com sua pessoa. 

José Zortéa 

Diretor Regional do SENAI-RS 

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SUMÁRIO 

LISTA DE TABELAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

LISTA DE FIGURAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1 SEGURANÇA NO TRABALHO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.1 PRINCÍPIOS BÁSICOS DE PREVENÇÃO DE INCÊNDIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.1.1 Química do fogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.1.2 Rompimento do triângulo do fogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.1.3 Ponto de fulgor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.1.4 Ponto de combustão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.1.5 Ponto de ignição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.1.6 Transmissão de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.1.7 Classes de incêndio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.1.8 Agentes extintores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.1.9 Extintores e classes de incêndio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.2 EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.2.1 Características e classificação dos EPIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.2.2 Guarda e conservação dos EPIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.2.3 Utilização adequada dos EPIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

1.2.4 Exigência legal para empresas e empregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

2 TRATAMENTO TÉRMICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

2.1 HISTÓRICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

2.2 DEFINIÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

3 FUNDAMENTOS DA METALOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

3.1 ESTRUTURA CRISTALINA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

3.2 FORMAÇÃO DOS GRÃOS, A MACROESTRUTURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

3.2.1 Estudo da macroestrutura; a macrografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

3.2.2 Modificação da macroestrutura pelos tratamentos mecânicos . . . . . . . . . . . 

3.2.3 Estudo da microestrutura; a micrografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

4 ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO DOS AÇOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

4.1 ESTRUTURA CRISTALINA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

4.2 CONSTITUINTES DO AÇO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

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5 DIAGRAMA FERRO-CARBONO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

5.1 AQUECIMENTO DO AÇO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

5.2 RESFRIAMENTO DO AÇO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

5.3 DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO-CARBONO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6 TIPOS DE TRATAMENTOS TÉRMICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.1 TÊMPERA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.1.1 Aquecimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.1.2 Manutenção da temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.1.3 Resfriamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.2 ESTRUTURA MARTENSÍTICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.3 REVENIMENTO DOS AÇOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.4 TRATAMENTO ISOTÉRMICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.4.1 Austêmpera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.4.2 Martêmpera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.5 BENEFICIAMENTOS DOS AÇOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.5.1 Emprego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.6 TRATAMENTO TÉRMICO DE AÇOS LIGADOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.6.1 Aço de baixo teor de ligas (≤ 5%) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.6.2 Aço de alto teor de liga (≤ 5%) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.7 TENSÕES INTERNAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.7.1 Alívio de tensões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.7.2 Normalização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.8 PROCESSOS DE RECOZIMENTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.8.1 Recozimento total ou pleno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.8.2 Recozimento para alívio de tensões (recozimento subcrítico) . . . . . . . . . . . 

6.8.3 Recozimento para recristalização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.8.4 Recozimento de esferoidização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.9 TRATAMENTOS TERMOQUÍMICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.9.1 Cementação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.9.2 Nitretação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.9.3 Boretação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.10 TRATAMENTO TÉRMICO A VÁCUO E DE NITRETAÇÃO A PLASMA . . . . . . . . 

6.10.1 Têmpera a vácuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.10.2 Nitretação a plasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.11 TÊMPERA SUPERFICIAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.11.1 Têmpera por chama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.11.2 Têmpera por indução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.12 LIGAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.12.1 Ligas que comportam obrigatoriamente um tratamento térmico . . . . . . . . . 

6.12.2 Ligas que comportam tratamentos térmicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

6.13 TRATAMENTO SUBZERO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

7 MEIOS DE RESFRIAMENTO E CURVAS TTT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

7.1 FATORES QUE INFLUENCIAM NOS TRATAMENTOS TÉRMICOS . . . . . . . . . . . 

7.1.1 Velocidade de aquecimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

7.1.2 Temperatura de aquecimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

7.1.3 Tempo de permanência à temperatura (manutenção da temperatura) . . . . . 

7.1.4 Resfriamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

7.2 CURVAS T.T.T. PARA RESFRIAMENTO CONTÍNUO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

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8 TRATAMENTO DE NÃO-CONFORMIDADES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

8.1 TRINCAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

8.2 PONTOS MOLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

8.3 DESCARBONETAÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

8.4 SUPERAQUECIMENTO E QUEIMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

8.5 SUBAQUECIMENTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

9 ESPECIFICAÇÃO DOS AÇOS E SEUS TRATAMENTOS TÉRMICOS . . . . . . . . . . . . . 

9.1 AÇO AO CARBONO E NORMALIZAÇÃO ABNT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

9.2 NORMALIZAÇÃO DOS AÇOS ATRAVÉS DA NORMA DIN 17006 . . . . . . . . . . . . 

9.3 DESIGNAÇÃO E NORMALIZAÇÃO DOS AÇOS SEM LIGAS . . . . . . . . . . . . . . . . 

9.3.1 Aços de baixa qualidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

9.3.2 Aços ao carbono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

9.4 DESIGNAÇÃO E NORMALIZAÇÃO DOS AÇOS COM BAIXA LIGA . . . . . . . . . . . 

9.5 DESIGNAÇÃO E NORMALIZAÇÃO DOS AÇOS COM ALTA LIGA . . . . . . . . . . . . 

9.6 DESIGNAÇÃO E NORMALIZAÇÃO DO FERRO FUNDIDO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

9.7 NORMALIZAÇÃO COMPLETA ATRAVÉS DA DIN 17006 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

10 NOÇÕES DE TEMPERATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

10.1 CONCEITOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

10.2 PIRÔMETRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

10.2.1 Pirômetro termoelétrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

10.2.2 Pirômetro ótico e de radiação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

11 EQUIPAMENTOS PARA TRATAMENTOS TÉRMICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

11.1 ESTUFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

11.2 FORNO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

11.2.1 Forno de câmara com circulação de ar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

11.2.2 Forno de câmara com porta versátil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

11.2.3 Forno com atmosfera controlada, protetora e/ou ativa . . . . . . . . . . . . . . . . . 

11.2.4 Forno de banho de sal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

11.2.5 Forno de câmara a vácuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

11.2.6 Forno de câmara sem atmosfera protetora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

12 ATMOSFERAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

12.1 FUNÇÕES E COMPOSIÇÃO DAS ATMOSFERAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

12.2 TIPOS DE ATMOSFERAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

13 PRINCIPAIS ENSAIOS E CONTROLES NA PRODUÇÃO DE AÇOS . . . . . . . . . . 

14 TRATAMENTO DE RESÍDUOS DE SAIS E EFLUENTES LÍQUIDOS . . . . . . . . . . 

14.1 RESÍDUOS DE SAIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

14.2 EFLUENTES LÍQUIDOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

CONSIDERAÇÕES FINAIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

REFERÊNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

GLOSSÁRIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

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LISTA DE TABELAS 

Tabela 1 – Temperaturas para recozimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 

Tabela 2 – Dureza conforme a profundidade de penetração . . . . . . . . . . . . . . . 60 

Tabela 3 – Materiais aplicados nas cementações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 

Tabela 4 – Misturas de gases para nitretação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 

Tabela 5 – Temperaturas de aquecimento e meios de resfriamento. . . . . . . . . . 72 

Tabela 6 – Meio de resfriamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 

Tabela 7 – Efeitos dos elementos de liga nos aços . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 

Tabela 8 – Classificação ABNT dos aços-ligas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 

Tabela 9 – Sistemas SAE e AISI de classificação dos aços . . . . . . . . . . . . . . . 88 

Tabela 10 – Fatores para elementos de liga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 

Tabela 11 – Alguns símbolos auxiliares na identificação dos aços . . . . . . . . . . . 93 

Tabela 12 – Pares termoelétricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 

Tabela 13 – Aplicações mais comuns das principais atmosferas controladas . . . . 107 

Tabela 14 – Ensaios mecânicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 

11

LISTA DE FIGURAS 

Figura 1 − Triângulo do fogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 2 − Rompimento do triângulo do fogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 3 − Incêndio classe A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 4 − Incêndio classe B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 5 – Incêndio classe C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 6 − Regra para extinção do incêndio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 7 − Rompimento do triângulo do fogo − classe B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 8 – Rompimento do triângulo do fogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 9 – EPIs para a cabeça . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 10 – EPIs para os membros superiores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 11 – EPIs para o tronco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 12 – Proteção para as vias respiratórias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 13 − EPIs para os membros inferiores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 14 − Cintos de segurança .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 15 − Têmpera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 16 − Célula unitária . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 17 − Rede cristalina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 18 − Grãos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 19 – Constituintes do aço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 20 – Macrografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 21 – Microestruturas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 22 – Rede hexagonal compacta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 23 - Rede cúbica de face centrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 24 – Rede cúbica de corpo centrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 25 – Solidificação dos metais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 26 – Aço de baixo teor de C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 27 – Aço de médio teor de C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 28 – Estrutura da ferrita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 29 – Estrutura da. cementita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 30 – Mudança de fases no aquecimento do aço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 31 – Mudança de fases no resfriamento do aço . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 32 – Martensita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 33 – Diagrama FeC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 34 – Diagrama FeC – aquecimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 35 – Diagrama de temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 36 – Estrutura martensítica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 37 – Efeito do carbono sobre a dureza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

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Figura 38 – Revenimento dos aços . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 39 – Efeito da temperatura de revenido sobre a dureza . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 40 – Transformações da austenita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 41 – Transformação da austenita em bainita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 42 – Transformação da austenita em martensita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 43 – Beneficiamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 44 – Granulação regular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 45 – Granulação irregular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 46 – Deformação nos grãos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 47 – Temperatura crítica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 48 – Granulação antes e após a normalização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 49 – Processos de conformação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 50 – Variação das propriedades com a deformação a frio . . . . . . . . . . . . 

Figura 51 – Processos de recozimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 52 – Limites da granulação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 53 – Grãos antes e após tratamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 54 – Estrutura de esferoidização . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 55 – Camadas endurecidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 56 – Preparação para cementação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 57 – Preparação para cementação líquida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 58 – Forno para preaquecimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 59 – Diagrama de nitretação gasosa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 60 – Diagrama de nitretação líquida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 61 – Forno a vácuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 62 – Nitretação a plasma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 

Figura 63 – Têmpera por chama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 64 – Método progressivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 65 – Método combinado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 66 – Bobinas de indução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 67 – Têmpera por indução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 68 – Tipos de tenazes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 69 – Velocidades de aquecimento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 70 – Tempo de permanência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 71 – Diferentes meios de resfriamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 72 – Curvas de resfriamento do aço 43 Mn Cr 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 73 – Pirômetro termoelétrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 74 – Pirômetro ótico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 75 – Pirômetro de radiação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 76 – Estufa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 77 – Forno de câmara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 78 – Forno de câmara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 79 – Fornos com atmosfera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 80 – Forno de banho de sal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 81 – Forno de eletrodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

Figura 82 – Forno a vácuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 

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INTRODUÇÃO 

Os diversos setores produtivos vêm passando por profundas transformações, sejam 

nas estruturas de processos industriais – novas tecnologias, otimização de custos –, 

seja no desenvolvimento de pessoas – novos conhecimentos, habilidades e, 

principalmente, competências. 

O presente fascículo reúne os conteúdos mínimos necessários a um assunto tão 

abrangente como Tratamentos Térmicos. Trata de fundamentos de Segurança, 

tecnologia, processos, materiais, equipamentos, tipos e defeitos de tratamentos 

térmicos e qualidade ambiental, uma abordagem indispensável em questões 

industriais atuais. 

Este material destina-se a servir como apoio técnico aos profissionais da Metalurgia 

e aos operadores de tratamento térmico que atuam ou pretendem atuar na indústria 

metal-mecânica. 

15

1 SEGURANÇA NO TRABALHO 

1.1 PRINCÍPIOS BÁSICOS DE PREVENÇÃO DE INCÊNDIO 

1.1.1 Química do fogo 

Para que haja combustão ou queima devem estar presentes e devem atuar três 

elementos. O primeiro é o combustível, aquilo que vai queimar e transformar-se. O 

segundo é o calor, que dá início à combustão, que faz começar o fogo. O terceiro é 

o oxigênio, gás existente no ar, respirável, que é chamado de comburente. Esses 

três elementos são denominados elementos essenciais do fogo; significa que, se 

faltar um deles, não haverá fogo. 

Como são três os elementos essenciais do fogo, se forem representados por três 

pontos e se estiverem ligados tem-se o chamado triângulo do fogo. 

Fonte: CEZAR, Cleomar Guaragni et al. Prevenção de Acidentes para Componentes de CIPA. 

Figura 1 − Triângulo do fogo 

1.1.2 Rompimento do triângulo do fogo 

O rompimento do triângulo do fogo, isto é, a extinção do fogo, é provocada por uma 

das três práticas: 

• retirada do material combustível 

• resfriamento 

• abafamento. 

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Fonte: SENAI-MG. Prevenção de Acidentes para Componentes de CIPA 

Figura 2 − Rompimento do triângulo do fogo 

1.1.3 Ponto de fulgor 

Ponto de fulgor é a temperatura mínima em que um corpo desprende gases que se 

queimam em contato com uma fonte externa de calor. Não há duração prolongada 

na queima por não serem os gases em quantidade suficiente. 

1.1.4 Ponto de combustão 

É a temperatura na qual um corpo emite gases em quantidade suficiente para que 

haja chama permanente quando há contato com uma fonte externa de calor. 

1.1.5 Ponto de ignição 

É a temperatura na qual os gases desprendidos por um corpo entram em combustão 

sem auxílio de fonte externa de calor, sendo suficiente apenas a presença do 

oxigênio. 

1.1.6 Transmissão de calor 

O conhecimento das formas pelas quais o calor se transmite é da mais alta 

importância, porque é através da propagação do calor que os focos de incêndio 

iniciam ou se alastram. 

A transmissão do calor ocorre pelas seguintes formas: 

• Condução: o calor propaga-se de um corpo a outro por contato direto ou através 

de um meio condutor do calor intermediário. 

• Convecção: o calor propaga-se através de um meio circulante, líquido ou gasoso, 

a partir da fonte. 

• Radiação: o calor propaga-se por meio de ondas caloríficas irradiadas por um 

corpo em combustão. 

1.1.7 Classes de incêndio 

Os incêndios são divididos em quatro classes: 

18

1.1.7.1 Classe A – Fogo em material combustível sólido, como papel, madeira, tecidos, 

fibras etc. 


Figura 3 − Incêndio classe A 

1.1.7.2 Classe B – Fogo em gases e líquidos inflamáveis, como óleo, gasolina, gás 

liquefeito de petróleo, thinner, gás de rua etc. 

Nota-se que os materiais da classe A, após a queima, deixam cinzas e brasas, e os 

produtos da classe B não deixam brasas e queimam na superfície. 


Figura 4 − Incêndio classe B 

1.1.7.3 Classe C – Fogo em equipamentos elétricos energizados, ou seja, ligados. 


Figura 5 – Incêndio classe C 

1.1.7.4 Classe D – Fogo em metais pirofóricos, como magnésio, potássio, alumínio 

em pó etc. 

1.1.8 Agentes extintores 

Agentes extintores são determinadas substâncias sólidas, líquidas ou gasosas 

utilizadas na extinção do incêndio – quer por abafamento, quer por retirada, ou, 

ainda, pela utilização conjunta desses dois processos. 

19

Os agentes extintores devem ser empregados conforme a classe de incêndio, pois, 

em alguns casos, podem ocorrer sérias conseqüências se empregados 

inadequadamente. Os principais agentes extintores são: 

• água – jato pleno ou compacto, chuveiro, neblina e vapor; 

• areia – seca 

• gases inertes – CO2, nitrogênio etc.; 

• líquidos voláteis – tetracloreto de carbono, clorobromometano, brometo de metila; 

• espuma – química e mecânica; 

• pós químicos – talco, sulfato de alumínio, grafite, bicarbonato de sódio; 

• líquidos umectantes. 

Existem aparelhos extintores dos mais variados tipos, tamanhos, modelos e 

processos de funcionamento. Quanto ao tamanho, os extintores podem ser portáteis 

– até 10 litros para espuma, carga líquida e água pressurizada e até 6 kg para CO2 e 

até 10 kg para pó químico – e rebocáveis (carretas), para tamanhos maiores. 

Quanto ao processo de funcionamento, os aparelhos extintores são de duas 

espécies: de inversão – os de espuma e carga líquida – e de válvula – os de gás 

carbônico, pó químico seco e água pressurizada. As válvulas são encontradas nos 

mais variados tipos e modelos. 

Os extintores ainda diferem em pressurizados e não-pressurizados. Os primeiros 

têm em seu interior a pressão necessária a seu funcionamento; os nãopressurizados 

são os que precisam ser dotados de um recipiente anexo, contendo 

um gás inerte, a fim de promover a expulsão de sua carga líquida, tendo pressão 

desenvolvida pela própria reação química das substâncias que integram sua carga. 

Os extintores mais usuais são os de 

• espuma 

• pó químico pressurizado 

• pó químico com pressão injetada 

• gás carbônico (CO2) com difusor acoplado ao corpo 

• gás carbônico (CO2) com difusor acoplado à mangueira 

• água pressurizada 

• água com pressão injetada. 

1.1.9 Extintores e classes de incêndio 

Os aparelhos usados para extinção têm seu uso relacionado às classes de incêndio, 

de acordo com os agentes extintores de suas cargas. 

20

1.1.9.1 Fogo Classe A – Para a extinção de um incêndio, a regra é sempre romper o 

triângulo do fogo. 

Neste caso, o que será mais conveniente, mais prático? 

• Retirar o comburente? 

• Retirar o combustível? 

• Retirar o calor? 


Figura 6 − Regra para extinção do incêndio 

Nesse tipo de fogo, a melhor escolha está na retirada do calor. Isso quer dizer 

diminuir, baixar a temperatura, para que fique abaixo do ponto de ignição. Obtém-se 

o resfriamento com água pura ou com solução de água e algum produto que ajude a 

combater as chamas. 

1.1.9.2 Fogo Classe B – Sempre seguindo a regra de romper o triângulo do fogo, 

conclui-se que, nesse tipo de incêndio, o melhor é retirar o comburente (oxigênio), 

devido ao fato de que o fogo em líquidos só se desenvolve na superfície deles. 

Não havendo aquecimento abaixo da superfície, não há formação de brasas. Faz-se, 

portanto, o abafamento da superfície. Para isso, utilizam-se extintores de gás 

carbônico ou pó químico, que impedem o contato do oxigênio do ar (comburente) 

com a superfície em chamas. 

Afastado o comburente, está rompido o triângulo do fogo e as chamas cessam. 

21


Figura 7 − Rompimento do triângulo do fogo − classe B 

1.1.9.3 Fogo Classe C – São incêndios que atingem equipamentos elétricos 

energizados, isto é, com a corrente ligada, nos quais não se pode usar um tipo 

qualquer de produto extintor porque o operador pode, até mesmo, ser eletrocutado. 


Figura 8 – Rompimento do triângulo do fogo 

Estando a corrente ligada, usam-se extintores de gás carbônico ou pó químico seco; 

com a corrente desligada, esse tipo de incêndio passa a ser combatido como se 

fosse das Classes A ou B. 

1.1.9.4 Fogo Classe D – Para incêndios em metais pirofóricos existem pós especiais 

destinados a extinguir o fogo que formam camadas protetoras, impedindo a 

continuação das chamas. A limalha de ferro fundido presta-se ao combate desse tipo 

de incêndio. 

1.2 EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL 

Equipamento de Proteção Individual – EPI é um instrumento de uso pessoal, cuja 

finalidade é neutralizar a ação de certos acidentes que poderiam causar lesões ao 

trabalhador e protegê-lo contra possíveis danos à saúde, causados pelas condições 

de trabalho. 

22

O EPI deve ser usado como medida de proteção 

• quando não for possível eliminar o risco através da utilização de equipamentos 

de proteção coletiva; 

• toda vez que for necessário complementar a proteção individual; 

• em trabalhos eventuais e em exposições de curto período. 

De qualquer forma, o uso de EPI deve ser limitado, procurando-se, primeiro, eliminar 

ou diminuir o risco com a adoção de medidas de proteção geral. 

Quando seu uso for inevitável, faz-se necessário tomar certas medidas quanto a sua 

seleção e indicação, pois o uso e fornecimento dos EPIs é disciplinado pela NR-6. A 

seleção deve ser feita por pessoal competente, conhecedor não só do equipamento 

como também das condições em que o trabalho é executado. É preciso conhecer as 

características, qualidades técnicas e, principalmente, o grau de proteção que o 

equipamento deverá proporcionar. 

1.2.1 Características e classificação dos EPIs 

Pode-se classificar os EPIs agrupando-os segundo a parte do corpo que devem 

proteger. 

1.2.1.1 Proteção para a cabeça – Estes equipamentos podem ser divididos em 

protetores para a cabeça, propriamente ditos, que são usados especificamente para 

o crânio, e protetores para os órgãos da visão e audição. 

São exemplos: 

• capacete 

• protetor facial contra impactos, respingos e radiações nocivas 

• óculos de segurança contra impactos 

• óculos para soldador - solda a gás 

• máscara para soldador - solda elétrica 

• protetor auditivo - tipos plugue e concha 


Figura 9 – EPIs para a cabeça 

23

1.2.1.2 Proteção para os membros superiores – Nos membros superiores situam-se 

as partes do corpo onde ocorrem lesões com maior freqüência. Muitas delas podem 

ser evitadas pelo uso de luvas, que impedem o contato direto com materiais 

cortantes, abrasivos, aquecidos ou com substâncias nocivas e irritantes. 

Para a proteção dos membros superiores usam-se: 

• luvas 

→ de raspa de couro 

→ reforçadas, de couro 

→ de lona 

→ impermeáveis (de borracha ou plástico) 

→ de amianto 

→ de borracha especial (contra a eletricidade) 

• mangas de raspa de couro 

• mangotes de raspa de couro. 


Figura 10 – EPIs para os membros superiores 

1.2.1.3 Proteção para o tronco – Aventais e vestimentas especiais são empregados 

contra os mais variados agentes agressivos. Podem ser confeccionados de raspa de 

couro, lona, amianto ou plástico. 

Fonte: SENAI-MG. Prevenção de Acidentes para Componentes de CIPA. 

Figura 11 – EPIs para o tronco 

24

1.2.1.4 Proteção para as vias respiratórias – Sua finalidade é impedir que as vias 

respiratórias sejam atingidas por gases ou outras substâncias nocivas ao organismo. 

A máscara é a peça básica do protetor respiratório, e pode ser: 

→ semifacial 

→ facial 

→ de filtro 

→ com suprimento de ar 

→ contra gás, com filtro. 


Figura 12 – Proteção para as vias respiratórias 

1.2.1.5 Proteção para os membros inferiores – As pernas e os pés são partes do 

corpo que, além de estarem sujeitas diretamente ao acidente, ainda mantêm o 

equilíbrio do corpo. Por esta razão, os EPIs ganham dupla importância, ou seja, 

proteger diretamente os membros inferiores e evitar quedas, o que pode ter 

conseqüências graves. São exemplos: 

• sapatos de segurança 

→ com biqueira de aço 

→ com palmilha de aço 

→ com palmilha e biqueira de aço 

→ com solado antiderrapante 

• botas de segurança cano curto 

• botas de segurança cano longo 

• botas de borracha 

• perneiras de raspa de couro (normais) 

• perneiras especiais (longas) 

• polainas. 


Figura 13 − EPIs para os membros inferiores 

25

1.2.1.6 Cintos de segurança – Os cintos de segurança não têm finalidade de 

proteger esta ou aquela parte do corpo; destinam-se a proteger o homem que 

trabalha em lugares altos, prevenindo quedas. 

São exemplos o cinto com travessão e o cinto com corda. 


Figura 14 − Cintos de segurança 

1.2.2 Guarda e conservação dos EPIs 

De modo geral, os EPIs devem ser limpos e desinfetados a cada vez que há troca de 

usuário. 

É necessário ajudar o operário a conservar seu equipamento de proteção individual, 

não só conscientizando-o de que, com a conservação, está se protegendo, como 

também oferecendo-lhe lugar próprio para guardar o EPI após seu uso. 

Sempre que possível, deve-se confiar a verificação e a limpeza desses 

equipamentos a pessoa habilitada para este fim. Dependendo do caso, o próprio 

trabalhador pode se ocupar da tarefa, desde que receba orientação para isso. 

1.2.3 Utilização adequada dos EPIs 

É muito importante que todos dentro da empresa tenham consciência de quando e 

como usar os EPIs. Para tanto, os membros da CIPA, o supervisor de segurança e 

os responsáveis pelo treinamento na empresa devem estar atentos para orientar 

todos os que dependem do uso de EPIs. 

A utilização deve atender às necessidades específicas, não pode ocorrer desnecessariamente 

ou ser feita de modo incorreto. 

1.2.4 Exigência legal para empresas e empregados 

1.2.4.1 Obrigações do empregador – Obriga-se o empregador, quanto ao EPI, a: 

adquirir o tipo apropriado à atividade do empregado; 

fornecê-lo gratuitamente a seu empregado; 

26

treinar o trabalhador quanto a seu uso adequado; 

tornar obrigatório seu uso; 

substituir imediatamente o equipamento danificado ou extraviado; 

responsabilizar-se pela manutenção e esterilização no que couber. 

1.2.4.2 Obrigações do empregado – Obriga-se o empregado, quanto ao EPI, a: 

usar obrigatoriamente o EPI indicado apenas para a finalidade a que se destina; 

responsabilizar-se pela guarda e conservação do EPI que lhe for confiado; 

comunicar qualquer alteração no EPI que o torne parcial ou totalmente danificado; 

responsabilizar-se pela danificação do EPI, por seu uso inadequado ou fora das 

atividades a que se destina, bem como por seu extravio. 

1.2.4.3 Obrigações do fabricante de EPIs – O fabricante deve ter seu estabelecimento 

registrado para esse fim específico, em órgãos e repartições do governo 

federal, estadual e municipal. 

Os itens a seguir referem-se às obrigações do fabricante: 

nomenclatura, descrição e especificação do EPI; 

indicação do uso a que se destina; 

amostra do EPI, marcada com o nome do fabricante e o número de referência; 

certificado de ensaio do EPI, emitido por um dos órgãos especializados. 

O requerimento que contrarie as normas estabelecidas neste item deve ser 

regularizado dentro de 60 dias, sob pena de arquivamento do processo. 

27

2 TRATAMENTO TÉRMICO 

2.1 HISTÓRICO 

É bastante antiga a preocupação do homem em obter metais resistentes e de 

qualidade. O imperador romano Júlio César já afirmava, no ano 55 a.C., que os 

guerreiros bretões se defrontavam com o problema das armas entortarem após certo 

tempo de uso, o que os obrigava a interromper as lutas para consertar suas armas 

de ferro. 

Os romanos, por sua vez, já haviam descoberto que o ferro se tornava mais duro 

quando aquecido durante longo tempo em um leito de carvão vegetal e, em seguida, 

resfriado em salmoura. Esse procedimento pode ser considerado a primeira forma 

de tratamento térmico, pois permitia a fabricação de armas mais duras e resistentes. 

Entretanto, foram necessários muitos anos para que o homem aprendesse a lidar de 

modo mais eficiente com o calor e com os processos de resfriamento, e, assim, fazer 

o tratamento térmico adequado dos metais. 

2.2 DEFINIÇÃO 

Tratamentos térmicos são ciclos térmicos compostos por fases de aquecimento, 

permanência e resfriamento (Fig. 15) que visam alterar a estrutura natural dos 

metais com o objetivo principal de conferir ou melhorar suas propriedades 

mecânicas ou de corrigir defeitos e distorções causadas por processos anteriores do 

tratamento dos metais (laminação, forjamento, tratamentos anteriores, fundição etc.). 

29

Fonte: Tratamento térmico (Coleção Telecurso 2000). 

Figura 15 − Temperatura x tempo 

Alguns tratamentos para realizar alterações nas propriedades mecânicas, dos aços 

em particular, necessitam que o aquecimento se dê a temperaturas em que o carbono 

esteja totalmente solubilizado. Assim, para esses tipos de tratamentos, a temperatura 

a ser atingida estará no campo austenítico, conforme composição química. 

30

3 FUNDAMENTOS DA METALOGRAFIA DOS AÇOS 

3.1 ESTRUTURA CRISTALINA 

O aço compõe-se de átomos arranjados ordenadamente, formando o que se chama 

de estrutura cristalina. 

Na siderurgia, com a oxidação do ferro-gusa, produz-se o aço no estado líquido. Na 

passagem do estado líquido para o sólido os átomos que compõem o aço agrupamse 

à medida que a temperatura diminui. Nesse processo de agrupamento, os átomos 

vão se organizando de modo a assumir posições definidas e ordenadas, formando 

figuras geométricas tridimensionais que se repetem. 

Ao conjunto de átomos que ocupam posições fixas e formam uma estrutura dá-se o 

nome de célula unitária. 


Figura 16 − Célula unitária cúbica 

As células unitárias organizam-se em três dimensões, apresentando um contorno de 

agregado de cristais irregulares. Os policristais recebem o nome de grãos, que são 

formados por milhares de células unitárias. 

31


Figura 17 − Rede cristalina 

A Figura 18 mostra a estrutura ampliada de uma peça de aço com baixo teor de 

carbono. As regiões claras e escuras todas com contornos bem definidos, como se 

fossem uma colméia, são os grãos. 

Fonte: Tratamento térmico (Coleção Telecurso 2000) 

Figura 18 − Grãos 

3.2 FORMAÇÃO DOS GRÃOS, A MACROESTRUTURA 

A solidificação do aço faz-se como a de qualquer líquido. Nas camadas do líquido 

que atingiram a temperatura de solidificação aparecem núcleos (germos) em volta 

dos quais se forma um cristal que cresce mais ou menos de acordo com a 

velocidade de resfriamento. 

Numa estrutura bruta de fusão o crescimento realiza-se seguindo grupos de três 

eixos dispostos em ângulo reto (Figura 19). O conjunto forma uma dentrita que se 

desenvolve até encontrar outras dentritas vizinhas. Formam-se, então, os grãos, que 

podem ser vistos na quebradura de uma barra e constituem a estrutura grossa ou 

macroestrutura, conforme a velocidade de resfriamento. 

Fonte: CARLI, Edmond M. Materiais. 

Figura 19 – Constituintes do aço 

32

3.2.1 Estudo da macroestrutura; a macrografia 

A macrografia é um processo de investigação que permite pôr em evidência as fibras 

e os defeitos macroscópicos como: fibramento de forja, inclusões e segregações de 

solda. 

O campo de prospecção da macrografia pode ser realizado em uma peça inteira 

para, assim, fornecer informações em conjunto. 

forjado 


Figura 20 – Macrografia 

solda 

3.2.2 Modificação da macroestrutura pelos tratamentos mecânicos 

3.2.2.1 Formação das fibras por laminação – Durante a laminação, que transforma o 

lingote em barra, os grãos são estirados e as impurezas que ficam entre eles 

delimitam alinhamentos no sentido da laminação e constituem a "fibra" do metal. 

3.2.2.2 Influência do forjamento – Diz-se que o forjamento é feito a frio quando a 

temperatura do aço não ultrapassa 500°C, e a quente quando além dessa 

temperatura. Entretanto, ele é feito em temperaturas nas imediações de 1.000 a 

1.100°C, conforme composição química. 

O forjamento a frio deforma plasticamente os grãos do metal, aumentando a 

resistência à ruptura, o limite elástico, a dureza e a fragilidade. Aparecem tensões 

internas no bloco forjado. Diz-se, então, que o metal é encruado. 

No forjamento a quente os grãos renovam-se continuamente, porque o metal é mais 

plástico, e não ocorre encruamento. Entretanto, um forjamento levado até a 

temperatura de 750°C afina nitidamente o grão de aço. Por outro lado, o forjamento 

muda a orientação das fibras em função do deslocamento que provoca no metal, o 

que pode dar resistência maior à peça se a nova orientação for bem escolhida. 

33

3.2.3 Estudo da microestrutura; a micrografia 

A micrografia é a análise dos produtos metalúrgicos que visa à determinação de 

seus constituintes e a textura. As superfícies que se vai analisar são previamente 

polidas, atacadas quimicamente e ampliadas muitas vezes através do microscópio. 

A apreciação das percentagens, dimensões, distribuição, forma dos grãos – também 

chamados nódulos ou glóbulos, veios, agulhas ou lâminas – e sua interpretação 

constitui importante exame micrográfico para definir as propriedades mecânicas do 

material, que dependem da composição química e da textura. 

34 

ferrita cementita 

perlita lamelar 

perlita globular austenita martensita 

sorbita 


Figura 21 – Microestruturas 

bainita

4 ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO DOS AÇOS 

4.1 ESTRUTURA CRISTALINA 

Ao ampliar a maioria dos materiais sólidos a ponto de ver as partículas que os 

compõem, observa-se que elas se arrumam de forma muito organizada. Sua 

organização parece uma rede em três dimensões que se repete em todo o material. 

É chamada de estrutura cristalina. 

Materiais metálicos – como ferro, aço e cobre – e materiais não-metálicos, como 

cerâmica, apresentam esse tipo de estrutura. No caso das pedras preciosas e do 

quartzo, a repetição muitas vezes controla a forma externa do cristal. Dependendo 

da forma geométrica que apresentam, as estruturas cristalinas recebem um nome. 

Assim, chama-se de hexagonal compacta ou HC a estrutura formada por metais 

como berílio, zinco e cádmio, que é um prisma hexagonal, com três átomos dentro 

dela. 

Fonte: Materiais (Coleção Telecurso 2000). 

Figura 22 – Rede hexagonal compacta 

Se os metais a disposição são alumínio, níquel, cobre, prata, ouro, platina ou 

chumbo, a estrutura tem a forma de um cubo com um átomo em cada uma de suas 

faces, e recebe o nome de estrutura cúbica de face centrada, ou CFC. 


Figura 23 – Rede cúbica de face centrada 

35

Metais como ferro, cromo, tungstênio e molibdênio apresentam a estrutura em forma 

de cubo com um átomo extra em seu centro. Recebe o nome de estrutura cúbica de 

corpo centrado, ou CCC. 


Figura 24 – Rede cúbica de corpo centrado 

Como se forma o contorno do grão? É simples. Durante o processo de solidificação 

de qualquer metal, a formação dos cristais se inicia em diversos pontos ao mesmo 

tempo. Nos locais onde esses cristais se encontram forma-se uma área de transição 

com átomos que não pertencem a nenhum deles. 


Figura 25 – Solidificação dos metais 

A deformação é mais difícil na região dos contornos dos grãos, pois os planos 

cristalinos são interrompidos, dificultando o deslizamento. Por isso, a ruptura de um 

metal, na maioria dos casos, acontece no contorno do grão. 

Pouco a pouco a estrutura dos materiais começa a ajudar a explicar suas 

propriedades: o ponto de fusão, a solubilidade, a resistência mecânica, a ductilidade 

e outras. 

4.2 CONSTITUINTES DO AÇO 

Tomem-se duas amostras de aço ao carbono que tenham passado pelo mesmo tipo 

de tratamento térmico, uma com baixo teor de carbono (0,1%) e outra com teor 

médio de carbono (0,5%), e examine-se, com auxílio de um microscópio, sua 

estrutura cristalina. Ao observar a amostra de baixo carbono distinguem-se em maior 

quantidade grãos claros, com pouco carbono, e alguns grãos escuros com bastante 

carbono. 

36

Ferrita Perlita 


Figura 26 – Aço de baixo teor de C 

Ao observar a amostra de médio carbono identificam-se mais grãos escuros do que 

claros. Portanto, ela contém mais carbono. Os grãos escuros são mais duros e 

resistentes que os claros. 

Perlita Ferrita 


Figura 27 – Aço de médio teor de C 

Com o auxílio do microscópio identificam-se dois constituintes da estrutura do aço: 

grãos claros, chamados ferrita, e grãos escuros, chamados perlita. 

A ferrita apresenta uma estrutura cúbica de corpo centrada (CCC). Os átomos que 

compõem essa estrutura organizam-se bem juntos entre si, de modo que fica difícil a 

acomodação de átomos de carbono na rede cristalina. 

A estrutura de ferrita consegue acomodar, no máximo, 0,025% de átomos de carbono a 

723°C. 


Figura 28 – Estrutura da ferrita 

37

Ao ampliar várias vezes o tamanho do grão escuro, vê-se uma seqüência de linhas 

ou lâminas claras e escuras. As lâminas claras chamam-se ferrita, e as escuras 

recebem o nome de cementita. 


Figura 29 – Estrutura da cementita 

A cementita constitui-se de 12 átomos de ferro e 4 átomos de carbono. É, portanto, 

um carboneto de ferro com dureza elevada e é um dos responsáveis pela dureza do 

aço. É representada por Fe3C. 

A perlita é formada de lâminas alternadas com 88% de ferrita e 12% de cementita. 

É possível melhorar as propriedades do aço adicionando, durante sua fabricação, 

outros elementos químicos, como níquel, molibdênio, tungstênio, vanádio e cromo. 

Assim como um atleta necessita de vitaminas para melhorar seu desempenho, o aço 

precisa desses elementos químicos como reforço vitamínico para melhorar suas 

propriedades. 

38

5 DIAGRAMA FERRO-CARBONO 

5.1 AQUECIMENTO DO AÇO 

Estudou-se o aço na temperatura ambiente. Entretanto, este material precisa ser 

colocado em forno para receber um tratamento térmico. 

O que acontece com o aço ao ser aquecido? No caso de aço não ligado que contém 

0,4% de carbono: 

em temperatura de 300°C a estrutura do aço ao carbono é igual a sua estrutura 

na temperatura ambiente: ferrita (cor branca) e perlita (cor preta); 

em temperatura de 723°C inicia-se uma transformação em sua estrutura: a ferrita 

transforma-se em austenita e a cementita da perlita se decompõe; 

em temperatura de 800°C toda a estrutura do aço transforma-se em austenita. 


Figura 30 – Mudança de fases no aquecimento do aço 

39

O gráfico ilustra uma região de mudança de fase em intervalo de temperatura: a 

ferrita e a perlita transformam-se em austenita. Essa região é chamada zona crítica: 

área em que as células unitárias do ferro CCC se transformam em CFC, durante o 

aquecimento do aço. 

A austenita, ferro CFC, forma-se no aço a partir de 723°C. Encontra-se na região 

acima da zona crítica, na zona de austenitização, conforme se pode observar no 

gráfico. A austenita tem uma estrutura cúbica da face centrada (CFC), apresentando 

menor resistência mecânica e boa tenacidade. Não é magnética. 

5.2 RESFRIAMENTO DO AÇO 

Em uma temperatura de 800°C, o aço com 0,4% de carbono apresenta uma única 

constituinte, que é a austenita. 

O gráfico a seguir ilustra o que ocorre quando o aço com 0,4% de carbono é retirado 

do forno e resfriado ao ar até chegar à temperatura ambiente. 


Figura 31 – Mudança de fases no resfriamento do aço 

40

Como se pode observar, ocorre o seguinte: 

em temperatura acima de 800°C, a estrutura do aço com 0,4% C é austenítica; 

A 760°C, parte da austenita desapareceu, dando lugar à ferrita; permanecem na 

estrutura, portanto, ferrita e austenita; 

A 700°C toda a austenita se transformou em ferrita e perlita; portanto, o aço 

voltou a sua estrutura inicial; 

em temperatura ambiente a estrutura continuará ferrita e perlita. 

Se o aço for resfriado bruscamente (por exemplo, na água), transforma-se em 

martensita, um constituinte duro, que pode ser visto com o auxílio de microscópio. 


Figura 32 – Martensita 

5.3 DIAGRAMA DE EQUILÍBRIO FERRO-CARBONO 

As explicações dadas a respeito do que ocorre em um tratamento térmico baseiamse 

no diagrama de equilíbrio das ligas ferro-carbono que se vê a seguir: 


Figura 33 – Diagrama FeC 

41

Descrição de linhas, zonas, variações térmicas, simbologia e outros itens empregados 

neste estudo: 

– Abcissa: representa a escala horizontal com a porcentagem de carbono. Por 

exemplo: 1% de C (99% de Fe). 

– Ordenada: representa as várias temperaturas. 

– Linha A3: indica o início da passagem da estrutura CFC para CCC durante o 

resfriamento de um aço com ≥ 0,8% C. 

– Linha A1: indica o limite da existência de austenita; abaixo dela não se tem 

austenita. 

– Acm: indica o limite da quantidade mínima de carbono dissolvido na austenita. 

– Fe3C: é a fórmula do carboneto de ferro chamado cementita. 

Letras gregas: γ (gama) – símbolo de austenita 

42 

α (alfa) – símbolo de ferrita.

6 TIPOS DE TRATAMENTOS TÉRMICOS 

6.1 TÊMPERA 

Houve grande avanço tecnológico quando o homem descobriu como conferir dureza 

ao aço. Os dentes da engrenagem, o engate do trem, o amortecedor do carro e as 

brocas devem ser fabricados com aço endurecido para suportar os esforços a que 

são submetidos. 

Têmpera é o tratamento térmico executado em um aço quando se deseja aumentar 

sua dureza e resistência mecânica. A operação consiste basicamente de três 

etapas: aquecimento, manutenção de determinada temperatura e resfriamento . 

6.1.1 Aquecimento 

O aço deve ser aquecido em torno de 50°C acima da linha G-S-K (zona crítica) para 

transformar a perlita definitivamente em austenita. 

Fonte: SENAI-SP. Tratamento térmico. 

Figura 34 – Diagrama FeC – aquecimento 

Para aço com mais de 0,86% de carbono é suficiente transformar somente a perlita 

(linha S-K), pois contém Fe3C em excesso, que já é uma estrutura muito dura. 

43

6.1.2 Manutenção da temperatura 

É o tempo necessário para solubilizar totalmente o carbono e garantir que toda a 

peça chegue à temperatura. 

6.1.3 Resfriamento 

O resfriamento deve ser feito em meio que possibilite velocidade crítica, fazendo 

com que a estrutura austenítica se transforme diretamente na estrutura desejada. 

Quando a austenita é resfriada muito rapidamente, não há tempo para que se 

transforme em ferrita, cementita ou perlita, e ela se transforma em novo constituinte 

do aço chamado martensita. 

O resfriamento brusco provoca o que se chama de choque térmico, ou seja, o 

impacto que o material sofre quando a temperatura a que está submetido varia de 

um momento para outro, podendo provocar danos irreparáveis ao material, mas é 

necessário para a formação da martensita. Assim, dependendo da composição 

química do aço, pode-se resfriá-lo de modo menos severo, com óleo ou jato de ar. 

Viu-se que, ao aquecer o aço acima da zona crítica, o carbono da cementita (Fe3C) 

se dissolve em austenita. Entretanto, quando em temperatura ambiente, o mesmo 

carbono não se dissolve na ferrita. Isso significa que os átomos de carbono se 

acomodam na estrutura CFC de austenita, mas não se infiltram na estrutura 

apertada – CCC – da ferrita. 

No resfriamento rápido em água, os átomos de carbono ficam presos no interior da 

austenita. Desse modo, produzem considerável deformação no retículo da ferrita, 

dando tensão ao material e aumentando sua dureza. 


Figura 35 – Diagrama de temperatura 

44

6.2 ESTRUTURA MARTENSÍTICA 

A principal finalidade da têmpera é a obtenção de uma estrutura martensítica, pois é 

ela que aumenta consideravelmente a dureza do aço e também eleva seu limite de 

resistência à tração. 

Acima da zona crítica o aço fica austenitizado. Possui uma rede cúbica de face 

centrada CFC (ferro - ϒ), possibilitando, assim, a solubilidade do carbono. 


Figura 36 – Estrutura martensítica 

A partir da reação austenítica em condições de resfriamento lento, a estrutura final 

será perlita e ferrita (e cementita para aços hipereutetóides). Com o resfriamento 

rápido, porém, não há tempo para a liberação do C necessária à formação da 

cementita. A estrutura do Fe, no entanto, tem que sofrer a transformação CFC (ϒ) para 

CCC (∝), e o carbono continuará dissolvido. 

Como o tamanho do CCC é menor que o CFC, há grande tensão na estrutura devido 

à presença do carbono. Assim, a estrutura CCC sofre deformação e gera uma 

estrutura tetragonal, de corpo centrado, saturado com átomos de carbono. Tal 

estrutura propicia grande dureza e resistência, porém causa fragilidade bastante 

acentuada. 

Como a reação só ocorre com a austenita, nos hipereutetóides a fração que se 

mantém como cementita no resfriamento fica como está e tem-se no final cementita 

e martensita. 

45

O diagrama da Figura 37 apresenta a influência do teor de carbono na dureza da 

martensita. 


Figura 37 – Efeito do carbono sobre a dureza 

6.3 REVENIMENTO DOS AÇOS 

Revenimento é um tratamento térmico que normalmente se realiza após a têmpera, 

com a finalidade de aliviar as tensões internas, diminuir a dureza excessiva e a 

fragilidade do material, e, assim, aumentar a ductilidade através do aquecimento 

lento de temperaturas. 


Figura 38 – Revenimento dos aços 

46 


Figura 39 – Efeito da temperatura de 

revenido sobre a dureza

No revenimento, alguns dos cristais de martensita decompõem-se em ferro-∝ e 

cementita. Isso significa uma redução da dureza excessiva. 

A temperatura do processo pode ser determinada através do diagrama da Figura 38, 

podendo também ser controlada através das cores do revenimento na peça. 

O diagrama da Figura 39 mostra o efeito da temperatura de revenimento na dureza e 

na resistência. 

OBSERVAÇÃO – Cada material possui uma curva característica. 

6.4 TRATAMENTO ISOTÉRMICO 

As transformações da austenita em ferrita, cementita e perlita ocorrem em 

velocidade muito lenta de esfriamento (ao ar ou em forno). Entretanto, quando se 

aumenta a velocidade ocorre atraso no início da transformação da austenita devido 

à inércia própria de certos fenômenos físicos, mesmo que a temperatura esteja 

abaixo da linha A1 (abaixo da zona crítica). 

O diagrama da figura 40 indica as transformações da austenita em diferentes 

velocidades de esfriamento. 


Figura 40 – Transformações da austenita 

Para ficar mais claro, observe-se no diagrama TTT – Tempo, Temperatura e 

Transformação. A interpretação é a seguinte: 

curvas: representam o início e o fim de transformação da austenita; 

cotovelo: parte central das curvas. 

Com transformações abaixo do cotovelo obtém-se perlita, ferrita e cementita; com 

transformações acima do cotovelo obtém-se bainita e martensita. 

47

6.4.1 Austêmpera 

Austêmpera é o tratamento adequado aos aços de alta temperabilidade (alto teor de 

carbono). 

A peça é aquecida acima da zona crítica por certo tempo, até que toda a estrutura 

se transforme em austenita (posição 1). A seguir, é resfriada bruscamente em banho 

de sal fundido, com temperatura entre 260°C e 440°C (posição 2). Permanece nessa 

temperatura por um tempo, até que sejam cortadas as duas curvas (posição 3), 

ocorrendo a transformação da austenita em bainita. Em seguida, é resfriada ao ar 

livre (posição 4). 

A dureza da bainita é de, aproximadamente, 50 Rockwell C, e a da martensita é de 

65 a 67 Rockwell C. 

Para ficar mais claro o tratamento por austêmpera, segue o diagrama TTT – Tempo, 

Temperatura e Transformação. 


Figura 41 – Transformação da austenita em bainita 

A interpretação é a seguinte: 

acima de 750°C: campo da austenita; 

curva à esquerda (i): curva de início de transformação da austenita em perlita ou 

bainita; 

curva à direita (f): curva de fim de transformação; 

Mi: início de transformação da austenita em martensita; 

Mf: fim de transformação. 

48

6.4.2 Martêmpera 

Martêmpera é o tipo de tratamento indicado para aços-liga com o objetivo de reduzir 

o empenamento das peças. O processo é ilustrado no seguinte diagrama: 


Figura 42 – Transformação da austenita em martensita 

A peça é aquecida acima da zona crítica para a obtenção de austenita (posição 1). 

Depois, é resfriada em duas etapas. Na primeira, a peça é mergulhada em um 

banho de sal fundido ou em óleo quente, com temperatura um pouco acima da linha 

Mi (posição 2). Mantém-se a peça nessa temperatura por certo tempo, tendo o 

cuidado de não cortar a primeira curva (posição 3). A segunda etapa é a do 

resfriamento final, ao ar, em temperatura ambiente (posição 4). A martensita obtida 

apresenta-se uniforme e homogênea, diminuindo riscos de trincas. 

Após o processo de martêmpera, faz-se necessário submeter a peça a revenimento. 

6.5 BENEFICIAMENTOS DOS AÇOS 

O beneficiamento representa a têmpera e o subseqüente revenido a determinadas 

temperaturas que produzem considerável melhoria do grau de deformação e da 

tenacidade do aço, assim como, simultaneamente, tornam mais fina sua estrutura. 

As peças são aquecidas até a temperatura de têmpera e resfriadas bruscamente na 

água ou no óleo. Depois, são novamente revenidas até a temperatura de 450-650°C 

(beneficiamento) e novamente resfriadas no óleo (a fim de que não ocorra distorção 

na peça). Mas também é possível o método de resfriamento das peças ao ar. 

49


Figura 43 – Beneficiamento 

Através do beneficiamento, a estrutura adquire granulação fina e altamente revenida 

de martensita. Quer dizer: a tenacidade e a capacidade de deformação aumentam 

em relação ao estado primitivo. 

6.5.1 Emprego 

Os aços beneficiados encontram emprego em componentes de construção com 

altas qualidades mecânicas e seções de revenido limitadas, como árvores, eixos, 

cremalheiras, peças prensadas e estampas e parafusos. 

Os aços de beneficiamento são padronizados de acordo com as normas DIN. Eles 

devem ter um teor de carbono de 0,20 – 0,65%, por exemplo, C 22..C 60. 

6.6 TRATAMENTO TÉRMICO DE AÇOS LIGADOS 

6.6.1 Aço de baixo teor de ligas (≤ 5%) 

São aços empregados na confecção de ferramentas simples, para temperaturas de 

trabalho de até 400°C. Normalmente possuem teor de carbono de 0,8 até 1,7% e 

elementos de liga tais como Cr, W, Ni, Mo, V. 

Para a determinação da temperatura de têmpera em função dos elementos de liga, 

deve-se consultar as tabelas e diagramas do fornecedor. 

Em geral, os aços ligados necessitam de temperaturas mais elevadas, pois a 

solubilização do carbono é dificultada pelos elementos de liga. O resfriamento é feito 

em óleo, e a estrutura martensítica é muito fina. O recozimento é feito a uma 

temperatura entre 600 e 760°C, e a normalização se faz entre 800 e 950°C. O 

revenimento é feito entre 220 e 320°C. 

50

6.6.2 Aço de alto teor de liga (≥ 5%) 

Têmpera: aquecimento a temperatura de 920 – 1.320°C. 

Resfriamento: em óleo ou ar. 

Recozimento: 770 – 850°C. 

Revenimento: 100 – 600°C. 

É importante observar que, através do revenimento de aços de alta liga, a dureza 

normalmente não diminui como nos outros aços; pelo contrário, pode até aumentar. 

Observação: Para qualquer tratamento térmico de aços-liga deve-se sempre seguir 

as instruções do fornecedor. 

6.7 TENSÕES INTERNAS 

É comum pensar que, na fabricação de uma peça, o tratamento térmico é feito na 

fase final do processo, mas nem sempre é assim. Dependendo do tipo de peça e 

dos fins a que se destina, precisa-se primeiro corrigir a irregularidade da estrutura de 

seu metal e reduzir as tensões internas que apresenta. 


Figura 44 – Granulação regular 

Uma estrutura macia, ideal para a usinagem do material, já caracteriza um bom 

tratamento térmico. Os grãos devem apresentar disposição regular e uniforme. 

As solicitações da estrutura do aço decorrem de várias causas. Durante o processo 

de solidificação, a região da superfície do aço se resfria com velocidade diferente da 

região do núcleo. Essa diferença dá origem a grãos com formas também diferentes 

entre si, o que provoca tensões na estrutura do aço. 

51


Figura 45 – Granulação irregular 

Também surgem tensões nos processos de fabricação a frio, ou seja, em 

temperatura ambiente. Quando se prensa uma peça, os grãos de sua estrutura, que 

estavam mais ou menos organizados, são deformados e empurrados pelo martelo 

da prensa. Na laminação, os grãos são comprimidos uns contra os outros e 

apresentam aparência de grãos amassados. 

Em ambos os casos, isto é, na laminação e no forjamento, os grãos deformados não 

têm a mesma resistência e as mesmas qualidades mecânicas dos grãos normais. 


Figura 46 – Deformação nos grãos 

As tensões internas começam a ser aliviadas (diminuídas) quando o aço atinge a 

temperatura ambiente. Porém, esse processo necessita de longo tempo, e pode dar 

margem a empenamentos, rupturas ou corrosão. Para evitar que isso ocorra, é 

preciso tratar o material termicamente. 

6.7.1 Alívio de tensões 

É necessário recozer o material para aliviar suas tensões, surgidas na solidificação e 

nos trabalhos de deformação a frio, soldagem ou usinagem. No recozimento, a peça 

é aquecida lentamente no forno até uma temperatura abaixo da zona crítica, por 

volta de 570 a 670°C, no caso de aços-carbono. 

52

Sendo um tratamento subcrítico, a ferrita e a perlita não chegam a se transformar em 

austenita. Portanto, aliviam-se as tensões sem alterar a estrutura do material. 

Após um período que varia de 1 a 3 horas, a partir do início do processo, o forno é 

desligado e a peça é resfriada no próprio forno. Este processo é conhecido como 

recozimento subcrítico. 

6.7.2 Normalização 

Em temperatura elevada, bem acima da zona crítica, os grãos de austenita crescem, 

absorvendo os grãos vizinhos menos estáveis. O crescimento é tão mais rápido 

quanto mais elevada for a temperatura. Se um aço ao carbono permanecer por 

muitas horas com temperatura um pouco acima da zona crítica (por exemplo, 

780°C), seus grãos também crescerão. 


Figura 47 – Temperatura crítica 

No resfriamento, os grãos de austenita transformam-se em grãos de perlita e de 

ferrita. Suas dimensões dependem, em parte, do tamanho dos grãos de austenita. 

Uma granulação grosseira torna o material quebradiço, alterando suas propriedades 

mecânicas. 

As fissuras (trincas) também se propagam mais facilmente no interior dos grãos 

grandes. Por isso, os grãos mais finos (pequenos) possuem melhores propriedades 

mecânicas. 

A normalização consiste em aquecer para austenitizar e resfriar ao ar, para refinar 

(diminuir) a granulação grosseira da peça, de modo que os grãos fiquem em uma 

faixa de tamanho considerada normal. 

53

No processo de normalização, a peça é levada ao forno com temperatura acima da 

zona crítica, na faixa de 750 a 950°C. O material transforma-se em austenita. Depois 

de 1 a 3 horas, o forno é desligado, e a peça é retirada e colocada em uma bancada 

para que resfrie. A estrutura final do aço passa a apresentar grãos finos, distribuídos 

de forma homogênea. 


Figura 48 – Granulação antes e após a normalização 

6.8 PROCESSOS DE RECOZIMENTO 

Quando uma peça sai do processo inicial de fabricação – fundição, prensagem, 

forjamento, laminação – tem de passar por outros processos mecânicos antes de 

ficar pronta. Um eixo, por exemplo, precisa ser usinado, desbastado em torno e 

perfurado. O aço deve estar macio para ser trabalhado. 


Figura 49 – Processos de conformação 

Recozimento é o tratamento térmico realizado com a finalidade de alcançar um ou 

vários dos seguintes objetivos: 

– remover tensões de trabalhos mecânicos a frio ou a quente; 

– reduzir a dureza do aço; 

– melhorar propriedades mecânicas como ductilidade, resistência etc.; 

– regularizar textura, remover gases etc.; 

– eliminar efeitos de quaisquer tratamentos térmicos. 

54

É a forma de tratamento térmico que consiste em reaquecer o metal à temperatura 

desejada e resfriá-lo a uma velocidade inferior à velocidade crítica para os aços. 


Figura 50 – Variação das propriedades com a deformação a frio 

6.8.1 Recozimento total ou pleno 

Pelo recozimento total ou pleno obtém-se uma estrutura perlita grosseira que 

melhora a usinabilidade dos aços de baixo e médio teor de carbono. 

O tratamento consiste em aquecer o aço em forno, a uma temperatura acima da 

zona crítica. Após certo tempo, o forno é desligado e a peça é resfriada em seu 

interior. 

Tabela 1 – Temperaturas para recozimento 

Aços-carbono 

ABNT (AISI) 

1020 

1025 

1030 

1035 

1040 

1045 

1050 

1060 

1070 

1080 

1090 

1095 

Temperatura de 

austenitização °C 

855° - 900° 

855° - 900° 

840° - 885° 

840° - 885° 

790° - 870° 

790° - 870° 

790° - 870° 

790° - 840° 

790° - 840° 

790° - 840° 

790° - 830° 

790° - 830° 

* Resfriamento a 25°C/h, no interior do forno. 


Ciclo de resfriamento * 

de até 

855° 

855° 

840° 

840° 

790° 

790° 

790° 

790° 

790° 

790° 

790° 

790° 

700° 

700° 

650° 

650° 

650° 

650° 

650° 

650° 

650° 

650° 

650° 

660° 

Faixa de dureza 

(Brinell) 

111- 149 

111- 149 

126 - 197 

137 - 207 

137 - 207 

156 - 217 

156 - 217 

156 - 217 

167 - 229 

167 - 229 

167 - 229 

167 - 229 

6.8.2 Recozimento para alívio de tensões (recozimento subcrítico) 

O processo consiste no aquecimento do aço a uma temperatura entre 550 e 650°C, 

com o objetivo de aliviar as tensões provocadas por transformações mecânicas, 

corte por chama, soldagem, etc. 

55


Figura 51 – Processos de recozimento 

A peça deve ser mantida a essa temperatura de 1 a 2 horas, e em seguida resfriada 

lentamente no próprio forno, no sal ou ao ar livre. 

6.8.3 Recozimento para recristalização 

O recozimento para recristalização é feito quando se quer o retorno de uma estrutura 

cristalina distorcida, pelos processos de deformação a frio, a uma estrutura normal. 

Durante várias horas, a peça deve ser recozida a uma temperatura entre 550 e 

650°C, para possibilitar que se formem novos núcleos de cristalização nos limites 

dos grãos distorcidos e, a partir destes, a formação de uma nova estrutura. 


Figura 52 – Limites da granulação 

6.8.4 Recozimento de esferoidização 

O recozimento de esferoidização objetiva transformar a rede ou as lâminas de 

cementita em carbonetos mais ou menos esferoidizados ou esferoiditas. Para a 

transformação, o aço deve ser aquecido de 680 a 750°C, em função do teor de 

carbono. 

56

Fonte: SENAI-SP. Tratamento térmico 

Figura 53 – Grãos antes e após tratamento 

Como mostra a Figura 53, este procedimento facilita a usinagem, visto que a 

cementita disposta no contorno do grão é a responsável pela dureza e pelo desgaste 

da ferramenta, provocando, conseqüentemente, maior esforço de corte. 

Após o tratamento, a ferramenta corta o material através do contato com a matriz 

mole. O processo de esferoidização pode ocorrer de duas maneiras: 

aquecimento e resfriamento alternados entre temperaturas que estejam logo 

acima e logo abaixo da linha de transformação inferior da zona crítica e 

aquecimento por tempo prolongado em temperatura logo abaixo da zona crítica. 


Figura 54 – Estrutura de esferoidização 

6.9 TRATAMENTOS TERMOQUÍMICOS 

Os processos termoquímicos são aplicados nos tratamentos superficiais dos aços 

com baixo teor de carbono, com o objetivo de aumentar a dureza superficial e a 

resistência ao desgaste.Ao absorver um elemento endurecedor, o material modifica 

sua composição química superficial. 

Os tratamentos termoquímicos mais usados são: cementação, nitretação e 

boretação. 

57

6.9.1 Cementação 

A cementação consiste em introduzir maior quantidade de carbono em superfícies 

de aço com baixo teor de carbono. Por isso, o tratamento é indicado para açoscarbono 

ou aços-liga cujo teor original de carbono seja inferior a 0,25%. A 

cementação aumenta este teor até valores em torno de 1%, assegurando uma 

superfície dura e um núcleo tenaz. 

Peças fabricadas em aço com porcentagens médias ou altas de carbono, que vão 

sofrer operações severas de dobramento, tendem a se trincar. Porém, se forem 

confeccionadas com aço de baixo carbono (SAE 1010) e depois conformadas e 

cementadas, tem-se bom resultado sem que as peças corram o risco de se trincar. 

6.9.1.1 Tempo de cementação – É determinado em função da espessura da camada 

cementada desejada, da temperatura e do meio cementante. Obviamente, quanto 

maior for o tempo e mais alta a temperatura, mais profunda será a camada. 


Figura 55 – Camadas endurecidas 

6.9.1.2 Meios de cementação – Quanto aos meios carbonetantes, a cementação 

pode ser sólida (caixa), líquida (banho em sais fundidos) e gasosa (fornos de 

atmosfera). 

a) Cementação sólida 

Nesse tipo de cementação, a peça é colocada em caixa de aço contendo 

substâncias ricas em carbono: carvão de lenha, coque, carbonato de cálcio e óleo 

de linhaça. Em seguida, é levada ao forno, a uma temperatura em torno de 930°C, 

durante o tempo necessário para a obtenção da camada desejada. Depois, 

submete-se a peça à têmpera para que adquira dureza. 

58


Figura b) Cementação 56 – Preparação gasosa para cementação 

b) Cementação líquida 

Este é o processo mais eficiente, porque permite cementar as peças com maior 

uniformidade e com economia de energia. Utiliza-se gás propano (gás de cozinha) 

ou gás natural para a geração de carbono. 

A temperatura varia de 850 a 950°C. Após a cementação, o aço é temperado em 

óleo. 

c) Cementação líquida 

Nesse processo são utilizados sais fundidos, ricos em carbono, principalmente os 

sais de cianeto e de carbonato. 

A temperatura deve ser 930 a 950°C. Nessa temperatura, os sais tornam-se 

líquidos, pois se fundem por volta de 650°C. Em seguida, as peças pré-aquecidas a 

400°C são mergulhadas em banho fundido. A função do pré-aquecimento é eliminar 

água e evitar choque térmico. 

A peça deve ser resfriada em salmoura com 10 a 15% de cloreto de sódio (CINa), ou 

em óleo de têmpera. 


Figura 57 – Preparação para cementação 

líquida 


Figura 58 – Forno para preaquecimento 

59

Tabela 2 – Dureza conforme a profundidade de penetração 

60 

Distância da 

superfície 

(mm) 

0,1 

0,5 

1,0 

1,5 

3,0 

Microdureza Vickers 

(0,5) 

679 

613 

222 

204 

204 


Tabela 3 – Materiais aplicados nas cementações 

Cementação Meios cementantes 

sólida 

líquida 

gasosa 


carvão vegetal duro 

carvão coque 20% 

ativadores 5 a 10% 

cianetos de sódio 

cianetos de bório 

cianatos de sódio 

cianatos de bório 

outros sais 

gás metano 

gás propano etc. 

Dureza Rockwell 

convertida 

(HRC) 

60 

56 

(16) 

(12) 

(12) 

6.9.1.3 Aplicação da cementação – Aplica-se este processo em peças como 

engrenagens, eixos, parafusos etc., que necessitam de resistência mecânica e de 

alta dureza na superfície e núcleo ductil com boa tenacidade. 

6.9.2 Nitretação 

Certas peças que trabalham em atrito permanente correm o risco de se desgastar 

com facilidade. São os casos de virabrequins, camisas de cilindros, pinos e rotores, 

que precisam ter alta resistência ao desgaste sob temperatura relativamente elevada. 

A peça pode adquirir esse nível de resistência por meio da técnica chamada 

nitretação, indicada na obtenção de peças com superfície de maior dureza, para 

aumentar a resistência do desgaste, à fadiga, à corrosão e ao calor. Os aços que 

melhor se prestam a esse tratamento são os nitralloy steels, que contêm cromo, 

molibdênio, alumínio e um pouco de níquel.

Em geral, a nitretação é feita depois da têmpera e do revenimento. Assim, as peças 

nitretadas não precisam de qualquer outro tratamento térmico, o que contribui para 

um baixo índice de distorção ou empenamento. 

Pode ser feita a gás ou em banho de sal. 

6.9.2.1 Tipos de aço para o processo de nitretação 

– teor de carbono: 0,3 – 0,4% 

– elementos de liga: Cr, Mo, Al. 

Exemplos: 34 Cr Al Mo5 

31 Cr Mo 12 

34 Cr Al Ni7 

6.9.2.2 Nitretação a gás – A temperatura conveniente para o trabalho é de 500 a 

530°C, e sua duração varia de 40 a 90 horas. Nessa temperatura, a amônia (NH3) é 

decomposta, e o nitrogênio, na camada superficial da peça, atinge profundidades de 

até 0,8 mm. A camada da superfície metálica passa a se constituir de nitretos de 

ferro, cromo, molibdênio e níquel, sendo que os nitretos têm elevada dureza. 

Decorrido o tempo de aquecimento no forno, as peças são retiradas e resfriadas ao 

ar. Nesse processo, o tempo de formação da camada é muito grande, como mostra 

o gráfico a seguir. 


Figura 59 – Diagrama de nitretação gasosa 

6.9.2.3 Nitretação em banho de sal – A nitretação também pode ser realizada em 

meio líquido. Nesse caso, as peças são mergulhadas em banho de sais fundidos, 

em geral cianatos, que são as fontes de nitrogênio. As peças permanecem no banho 

apenas de 2 a 3 horas, em temperatura que varia de 500 a 580°C. 

61

A nitretação líquida apresenta vantagens sobre a gasosa, pois confere camadas 

mais profundas em menos tempo e reduz a possibilidade de deformações. Oferece 

bons resultados também para os aços comuns ao carbono e se aplica para 

pequenas camadas. 

O gráfico a seguir mostra a influência do carbono e das ligas na profundidade da 

camada nitretada. 


Figura 60 – Diagrama de nitretação líquida 

6.9.2.4 Carbonitratação – Este processo consiste em introduzir carbono e nitrogênio 

na superfície do aço. Pode ser realizado em fornos de banhos de sal ou em fornos 

de atmosfera controlada (a gás). A superfície da camada carbonitretada adquire 

dureza e resistência ao desgaste. 

A temperatura do processo varia de 705 a 900°C, com duração de até cinco horas. 

Após esse tempo, as peças são resfriadas em água ou óleo. Podem-se obter 

camadas com espessura de 0,07 a 0,7 mm. 

A carbonitratação é usada, geralmente, em peças de pequeno porte, como 

componentes de máquina de escrever, carburadores, relógios e aparelhos 

eletrodomésticos, onde se deseja camadas finas e com menos deformação em 

relação a cementação. 

6.9.3 Boretação 

Boretação é o processo mais recente dos tratamentos superficiais. Aplica-se em 

aços-carbono, aços-liga, ferro fundido comum e nodular. 

O processo efetua-se em meio sólido de carboneto de boro a uma temperatura de 

800 a 1.500°C. 

62

O composto formado na superfície é o boreto de ferro, com dureza elevadíssima, na 

faixa de 1.700 a 2.000 Vickers. A alta dureza da camada boretada oferece elevada 

resistência ao desgaste e, inclusive, elevada resistência à corrosão. A profundidade 

da camada se dá em função do tempo de permanência das peças no forno. 

Um aço SAE 1045 boretado a 900°C apresentou o seguinte resultado: 

– camada 100 µm em 4 horas 

– camada 150 µm em 8 horas 

– camada 200 µm em 12 horas. 

O aço boretado é usualmente temperado e revenido. 

6.10 TRATAMENTO TÉRMICO A VÁCUO E DE NITRETAÇÃO A PLASMA 

No final da década de 70 surgiu o tratamento térmico a vácuo, chamado têmpera a 

vácuo, que passou a ser bastante usado devido à possibilidade que oferece de 

reduzir os problemas de deformações e de descarbonetação, ocorrências comuns 

no emprego de outros processos. 

6.10.1 Têmpera a vácuo 

Com a têmpera a vácuo, a superfície das peças fica isenta de reações superficiais 

danosas que ocorrem no tratamento térmico com banhos de sais. O vácuo também 

reduz a presença de qualquer impureza. 

O oxigênio restante reage à grafite presente no sistema de aquecimento e de 

isolação térmica e forma monóxido de carbono (CO), que é eliminado. 

O vácuo consiste em um espaço vazio, sem gases, vapores ou partículas, sem a 

presença de pressão atmosférica que, ao nível do mar (altitude zero), é de 760 mm 

de coluna de mercúrio (Hg) correspondente a 1 bar. 

O processo de têmpera a vácuo desenvolve-se em forno-câmara com temperatura 

de até 1.350°C e vácuo de até 10 -5 mbar. Adiciona-se um gás inerte para purificar o 

meio ambiente. 

O resfriamento da carga é feito com nitrogênio, podendo-se alcançar pressões de 

até 10 bar (pressão positiva). Todos os comandos do forno são controlados por 

microcomputador. 

O tratamento térmico em forno a vácuo é indicado para temperar aços rápidos, aços 

para trabalho a frio ou a quente e aços inoxidáveis martensíticos. 

63


Figura 61 – Forno a vácuo 

Uma das características do forno a vácuo é ser intermitente e, portanto, estar 

sempre pronto para uso. Assim, ao encerrar um ciclo, o forno é desligado, a carga é 

retirada, e pode-se reiniciar um novo ciclo com nova carga. 

6.10.2 Nitretação a plasma 

Nitretação a plasma é um novo processo que vem atender, com melhor eficiência, as 

inúmeras aplicações industriais em produtos de aço, ferro fundido e ferro sinterizado. 

Tem como característica principal a formação de uma camada nitretada, de melhor 

qualidade em relação aos outros processos de nitretação. 

O plasma pode ser descrito como a mistura de partículas neutras positivas e 

negativas (átomos, moléculas, íons, elétrons) em um campo elétrico. É, pois, o meio 

de transporte do nitrogênio que torna possível a nitretação. 

O tratamento consiste em submeter uma mistura de gases, em um ambiente de 

vácuo, a uma tensão elétrica formada entre as peças que constituem o pólo negativo 

(o cátodo) e a parede de retorta, que constitui o pólo positivo (o ânodo). 


Figura 62 – Nitretação a plasma 

64

As peças são primeiramente temperadas e revenidas como na nitretação normal, e 

retificadas. A seguir, passam por boa limpeza. Já no forno, forma-se o vácuo e 

injeta-se o gás de tratamento (H2, N2, CH4, argônio ou ar) em pressão baixa. O 

processo ocorre em temperatura de 380 a 650°C. De acordo com a mistura de gás, 

pode-se nitretar, nitrocarbonetar ou oxinitrocarbonetar, conforme indica a Tabela 4, a 

seguir. 

Tabela 4 – Misturas de gases para nitretação 

Mistura Produto final 

nitrogênio e hidrogênio 

nitrogênio, hidrogênio e metano 

nitrogênio, hidrogênio , metano e ar 


nitretado 

nitrocarbonetado 

oxinitrocarbonetado 

Um programa de computador controla e monitora os parâmetros do processo, como 

pressão, tempo, temperatura, tensão, corrente e composição dos gases. 

A nitretação a plasma é aplicada em matriz de injeção para plástico, matriz para 

conformação a frio, engrenagens, anéis, virabrequins etc. Além de ser realizado em 

baixa temperatura (360 a 650°C), o processo permite que se controle a espessura e 

a composição da camada de compostos, o que constitui uma de suas principais 

vantagens. 

6.10.2.1 Seqüência do processo – A seqüência é a seguinte: 

Peça 

temperar e revenir 

usinagem fina e/ou retífica 

nitretação a plasma 

polimento, se necessário 

peça pronta 


65

6.11 TÊMPERA SUPERFICIAL 

No endurecimento total, por meio de têmpera, o aço adquire dureza e resistência. 

Porém, ficam reduzidas sua ductilidade e tenacidade. Além disso, apresenta tensões 

internas. Em alguns casos (eixos, engrenagens etc.), é necessário, portanto, 

endurecer apenas sua superfície, deixando seu núcleo dúctil e tenaz. Para isso, é 

preciso uma têmpera superficial. 

Os processos usuais de têmpera superficial são desenvolvidos por chama ou por 

indução. 

6.11.1 Têmpera por chama 

Para que apresente bom resultado, é necessário que o material passe, antes, por 

um tratamento de normalização. Assim, a peça terá granulação fina (grãos 

pequenos) e ficará homogênea. 

O tratamento aplica-se, geralmente, a peças de tamanho grande ou formato complexo, 

que não podem ser temperadas em forno de câmara ou em banho de sal. A principal 

característica do tratamento é que o aquecimento se faz com maçarico de oxiacetileno 

com chama semicarburante. A temperatura deve ficar acima da zona crítica. 

Após o aquecimento, a peça é resfriada por jato d'água ou por imersão em óleo. 

Um ensaio de dureza mostra a grande diferença de dureza entre a superfície e o 

núcleo. Também se distinguem, a olho nu, as duas regiões em estudo após 

polimento e ataque químico: a região temperada é escura, e a não-temperada é 

clara. A têmpera superficial pode ser feita pelos métodos estacionário, progressivo 

ou combinado. 

6.11.1.1 Método estacionário - consiste em aplicar a chama na peça até que alcance 

temperatura de cerca de 800°C. A chama move-se sobre a área que será 

endurecida. O resfriamento é imediato na água ou no óleo. Todo o processo é 

manual. 


Figura 63 – Têmpera por chama 

66

6.11.1.2 Método progressivo a peça move-se e o maçarico permanece fixo. O 

resfriamento é feito logo após a chama ter aquecido a superfície da peça. 


Figura 64 – Método progressivo 

6.11.1.3 Método combinado a peça e o maçarico movem-se simultaneamente. 

Este método requer o uso de máquinas ou dispositivos especiais. É aplicado, 

geralmente, em peças cilíndricas e de grande tamanho. 


Figura 65 – Método combinado 

A dureza final obtida varia de 53 a 62 Rockwell C. A espessura da camada 

endurecida pode atingir até 10 mm, dependendo da composição do aço e da 

velocidade de deslocamento da chama. 

6.11.2 Têmpera por indução 

O aquecimento indutivo baseia-se no princípio da indução eletromagnética. Segundo 

esse princípio, um condutor de eletricidade (no caso, a peça metálica que será 

aquecida) é colocado sob a ação de um campo eletromagnético e desenvolve uma 

corrente elétrica induzida. O aquecimento é feito por meio da corrente que circula 

através da peça e da resistência que o material oferece a sua passagem. 

67

Basicamente, uma unidade para aquecimento indutivo compõe-se de um aparelho 

de alta freqüência e da bobina de trabalho. A bobina é feita de tubo fino de cobre, 

com uma ou mais espirais, e toma a forma da área da peça que se deseja aquecer. 


Figura 66 – Bobinas de indução 

A freqüência da corrente alternada aplicada à bobina de trabalho influi no grau de 

aquecimento. Por exemplo: alta freqüência, pequena profundidade; baixa freqüência, 

grande profundidade. Na prática, emprega-se a freqüência de 450 Khz na maioria 

das aplicações. 

A peça é colocada em bobina na qual circula corrente elétrica de alta freqüência. 

Dentro da bobina indutora gera-se um forte campo eletromagnético. A resistência 

que a peça oferece à passagem desse campo provoca o aquecimento da superfície 

até uma temperatura acima da zona crítica. Imediatamente após o aquecimento, a 

peça é resfriada por jatos de água ou de óleo. Na superfície, forma-se martensita. 


Figura 67 – Têmpera por indução 

Após a têmpera superficial, é necessário revenir a camada endurecida, o que pode 

ser feito, também, com aquecimento por indução, seguido de resfriamento lento. 

A vantagem da têmpera por indução é que permite um controle bastante preciso da 

profundidade da camada que recebe o tratamento. Portanto, trata-se de processo 

mais preciso e seguro do que o da têmpera por chama, largamente empregado na 

fabricação de peças de grande responsabilidade, como eixos e engrenagens. 

68

6.12 LIGAS 

6.12.1 Ligas que comportam obrigatoriamente um tratamento térmico 

6.12.1.1 Liga A.P.33 com Cu 4,5% e Ti 0,4% – Permite obter carga de ruptura de 29 

a 32 Kg/mm 2 , com alongamento mínimo de 4%. 

6.12.1.2 Alpax ao magnésio e ao manganês com Si 12%, Mg 0,25% e Mn 0,5% – 

Apresenta, como o Alpax, grande fluidez com altas características mecânicas. 

Permite, assim, realizar peças com formas complicadas, seções pequenas e alta 

resistência. 

6.12.1.3 Liga com Si 4%, Mg 1%, Mn 1% – Muito resistente à corrosão, permite a 

realização de bonitas peças para decoração. 

6.12.1.4 As ligas para pistões, onde predominam Si ou Cu, devem suportar 

tratamentos térmicos (menos as ligas hipersiliciadas, com alta dureza e pequeno 

coeficiente de dilatação linear). 

6.12.1.5 Tratamentos térmicos – A precisão das temperaturas exigidas para o 

tratamento dessas ligas necessita do emprego de fornos elétricos com circulação de 

ar a fim de ter temperatura uniforme em todo o forno. 

A têmpera é, em geral, feita em água fria, e as operações de manobra devem ser 

rápidas. As temperaturas de têmpera variam com as ligas de 520 a 540°C com ± 

5°C. As durações de aquecimento vão de 3 a 4 horas. 

As temperaturas de revenido variam de 160 a 200°C, e as durações de aquecimento, 

de 6 a 10 horas. 

6.12.2 Ligas que comportam tratamentos térmicos 

6.12.2.1 Ligas do tipo duralumínio (Cu 4%, Mg 0,5%, Mn 0,5%) – Possuem ao 

mesmo tempo a leveza do alumínio e a resistência do aço doce (massa específica = 

2,8 g/cm 3 , resistência à ruptura de 40 a 45 kg/mm 2 ). Esta última aumenta, assim 

como o limite elástico, durante os 4 ou 5 dias que seguem a têmpera. 

Em relação ao aço, oferecem a vantagem de não enferrujar e de resistir à corrosão. 

Entretanto, sendo mais fraco o módulo de elasticidade (7500 kg/mm 2 ), deformam-se 

mais que o aço para uma carga igual. 

69

a) Têmpera: o diagrama de equilíbrio do duralumínio não é ainda conhecido, mas o 

das ligas Cu-Al pode informar em parte. 

O cobre e o alumínio fornecem um composto definido de fórmula CuAl2 que se 

dissolve no Al (0,3% a 0°C e 5,65% a 550°C). Para temperar o duralumínio, que 

contém 4% Cu, é necessário pôr todo o Cu Al2 em solução; por conseguinte, 

aquecer a ± 500°C e, em seguida, resfriar com velocidade bastante alta a fim de 

conservar a solução concentrada à temperatura comum. 

Aquece-se a esta temperatura durante 15 a 20 minutos. Em seguida, resfria-se 

rapidamente em água. Caso se ultrapasse 500°C, o duralumínio é deteriorado e 

torna-se inutilizável a partir de 520°C. 

b) Recozimento: aquece-se a 350-400°C durante 3 a 4 horas e resfria-se lentamente 

ao abrigo do ar. Na falta de um forno de banho de sais, pode-se utilizar a chama 

de um queimador de gás ou um fogo de forja. 

Para identificar a temperatura, pode-se fazer traços com sabão na peça e recozer. 

Quando estiverem pretos, a temperatura foi atingida. 

Depois deste tratamento e na ausência de qualquer trabalho ou aquecimento, o 

duralumínio conserva indefinidamente suas propriedades. 

c) Envelhecimento: logo depois da têmpera, o duralumínio é muito maleável. 

Aproveita-se esta característica para "formá-lo", estampá-lo durante as 3 a 4 

horas seguintes. Entretanto, depois de 4 horas, aumentam sua dureza e a 

resistência à ruptura. Esta modificação constitui o envelhecimento. 

Trabalhado a frio, o duralumínio é facilmente encruado. 

As chapas de duralumínio podem ser recobertas com pequena camada de alumínio 

(Védal), o que aumenta a resistência à corrosão. 

6.12.2.2 Ligas do tipo almasílio (Si 1,25%, Mg 1%) – Têm grande variedade de 

características mecânicas e boa resistência à corrosão. 

6.13 TRATAMENTO SUBZERO 

Para alguns aços modernos, principalmente os inoxidáveis, este tratamento é 

altamente recomendado, pois os elementos de liga (materiais que são misturados ao 

aço para melhorar suas qualidades mecânicas) podem inibir a têmpera, fazendo com 

que até 30% do aço não endureça. A melhor maneira de corrigir esta "falha" é 

através do resfriamento muito abaixo de zero (pelo menos 50 graus negativos). 

70

Um material muito usado para este tratamento é o nitrogênio, que pode atingir até 

196 graus negativos, o que é mais que suficiente. 

O tratamento zubzero faz com que até 100% do aço endureça. O processo obtém 

melhor resultado se feito entre a têmpera e o revenimento, o que, fragiliza ainda 

mais o aço. Porém, após o revenimento, o processo garante alto desempenho ao 

material, inclusive aumento da elasticidade, porque a estrutura do aço fica mais 

homogênea após o tratamento subzero. 

Outra característica do processo é que funciona como um equalizador. Traduzindo: 

ao se temperar 10 facas em um dia, por exemplo, algumas delas podem não atingir 

a dureza desejada. O tratamento subzero faz com que todas as lâminas, 

independentemente da dureza, atinjam a mesma dureza final após a têmpera. 

Na Tabela 4, a seguir, mostram-se as temperaturas de aquecimento utilizadas nos 

tratamentos de normalização, recozimento, têmpera e revenido dos aços SAE e 

também se indicam os meios de esfriamento mais recomendados para a têmpera. 

71

Tabela 5 – Temperaturas de aquecimento e meios de resfriamento 

72 

Aços SAE 

1034 e 1040 

1045 a 1055 

1060 a 1070 

1126 a 1137 

1138 a 1144 

1330 

1335 a 1345 

2330 a 2345 

2512 a 2517 

3130 a 3141 

3145 e 3150 

3340 e 3350 

4017 - 4032 

4037 e 4042 

4047 - 4053 

4063 e 4068 

4119 

4130 

4137 e 4149 

4145 e 4150 

4317 e 4320 

4340 

4640 

4812 a 4820 

5045 e 5046 

5130 e 5132 

5135 a 5145 

5147 a 5152 

50100 a 52100 

6150 

8615 a 8625 

8627 a 8632 

8635 a 8641 

8642 a 8653 

8655 e 8660 

8715 e 8720 

8725 e 8740 

8745 e 8750 

9254 a 9262 

9310 a 931'7 

9437 e 9449 

9442 e 0445 

9747 

9840 

9845 e 9850 

Normalização 

°C 

835 - 860 

820 - 840 

800 - 820 

870 - 925 

870 - 925 

870 - 925 

870 - 925 

870 - 930 

900 - 935 

870 - 925 

870 - 925 

900 - 935 

900 - 935 

--- 

--- 

--- 

900 - 935 

870 - 925 

870 - 925 

870 - 925 

900 - 935 

870 - 925 

870 - 925 

900 - 935 

870 - 925 

900 - 950 

900 - 950 

900 - 950 

--- 

875 - 950 

900 - 935 

870 - 925 

870 - 925 

870 - 925 

900 - 950 

900 - 935 

870 - 925 

870 - 925 

---- 

900 - 935 

870 - 925 

870 - 925 

870 - 925 

870 - 925 

870 - 925 

Recozimento 

°C 

800 - 830 

790 - 810 

760 - 790 

760 - 815 

760 - 815 

815 - 870 

815 - 870 

760 - 815 

--- 

790 - 850 

760 - 815 

890 - 925 

890 - 925 

830 - 860 

790 - 845 

790 - 845 

--- 

790 - 845 

790 - 845 

790 - 845 

895 - 925 

595 - 610 

785 - 815 

890 - 925 

790 - 845 

790 - 845 

790 - 845 

790 - 845 

735 - 790 

845 - 890 

895 - 995 

790 - 845 

790 - 845 

790 - 845 

790 - 845 

890 - 925 

790 - 845 

790 - 845 

--- 

895 - 925 

790 - 845 

790 - 845 

790 - 845 

790 - 845 

790 - 845 

Têmpera 

°C 

820 - 840 

800 - 830 

790 - 810 

830 - 860 

800 - 850 

815 - 840 

830 - 860 

780 - 810 

780 - 810 

815 - 850 

815 - 850 

810 - 815 

800 - 815 

815 - 860 

815 - 860 

800 - 845 

900 - 925 

870 - 900 

845 - 870 

815 - 870 

780 - 805 

805 - 830 

785 - 815 

790 - 815 

800 - 815 

815 - 845 

815 - 845 

800 - 845 

800 - 870 

875 - 890 

825 - 860 

845 - 900 

830 - 860 

815 - 845 

800 - 845 

830 - 860 

830 - 860 

815 - 845 

815 - 900 

815 - 830 

845 - 870 

815 - 870 

815 - 870 

815 - 845 

815 – 845 

Esfriamento 

para têmpera 

água 

água 

óleo 

óleo ou água 

óleo 

água ou óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 


óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo ou água 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 


óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

óleo 

A: a temperatura de revenido varia de acordo com a dureza desejada. 


Revenido 

°C 

A 

A 

A 

A 

A 

A 

A 

A 

120 - 180 

A 

A 

A 

120 - 180 

A 

A 

A 

120 - 180 

A 

A 

A 

120 - 180 

A 

A 

120 - 180 

A 

A 

A 

A 

A 

A 

120 - 180 

A 

A 

A 

A 

120 - 180 

A 

A 

A 

120 - 180 

A 

A 

A 

A 

A

7 MEIOS DE RESFRIAMENTO E CURVAS TTT 

Os recursos necessários para tratar termicamente os materiais são vários e 

diversos, desde ferramentas simples – como ganchos, tenazes, tanques resfriadores 

de óleo ou água – até os fornos de atmosferas controladas. 

As tenazes devem ser construídas em aço ao baixo carbono, para não sofrer 

alterações em função das variações de temperatura. Devido ao comprimento, longo 

em alguns casos, os cabos devem ser feitos em aço resistente. Os bicos devem ter 

o formato adequado às peças. 

A água para resfriamento das peças deve estar disponível em grande quantidade, 

corrente, limpa e refrigerada. Tanto os banhos de água como os de óleo devem 

estar próximos aos fornos para garantir a velocidade crítica de resfriamento. 


Figura 68 – Tipos de tenazes 

7.1 FATORES QUE INFLUENCIAM NOS TRATAMENTOS TÉRMICOS 

7.1.1 Velocidade de aquecimento 

Deve-se considerar a velocidade de aquecimento adequada sempre em função da 

composição do material. 

73


Figura 69 – Velocidades de aquecimento 

A velocidade não deve ser muito lenta, pois haverá crescimento excessivo dos 

grãos. Por outro lado, os materiais em elevado estado inicial de tensões não devem 

ser aquecidos rapidamente, porque isso pode provocar deformações, fissuras, 

empenamento etc. 

7.1.2 Temperatura de aquecimento 

A temperatura deve ser superior à de recristalização e depende da liga. Sendo 

inferior, não ocorrem a transformação e as modificações estruturais desejadas; 

sendo muito superior, ocorre crescimento excessivo dos grãos ou superaquecimento 

do material. 

7.1.3 Tempo de permanência à temperatura (manutenção da temperatura) 

O tempo de permanência à temperatura deve ser o suficiente para que as peças 

aqueçam de modo uniforme em toda a seção e os átomos de carbono se solubilizem 

totalmente. 

74


Figura 70 – Tempo de permanência 

Se além do necessário, pode haver indesejável crescimento dos grãos, além de 

oxidação em determinadas ligas. 

7.1.4 Resfriamento 

Para algumas ligas, entre as quais os aços, que são os mais importantes do ponto 

de vista dos tratamentos térmicos, o resfriamento é fundamental, pois, através dele, 

pode-se conseguir, devido à velocidade de resfriamento, a estrutura e as 

propriedades finais desejadas. 

Os meios de resfriamento são os responsáveis pelas diferentes velocidades de 

resfriamento. Na Tabela 6, a seguir, apresentam-se alguns meios de resfriamento 

em ordem decrescente de velocidade. 

Tabela 6 – Meio de resfriamento 

solução aquosa a 10% NaOH 

solução aquosa a 10% NaCI 

solução aquosa a 10% Na2CO3 

água a 0°C 

água a 18°C 

água a 25°C 

óleo 


água a 50°C 

tetracloreto de carbono 

água a 75°C 

água a 100°C 

ar líquido 

ar 

vácuo 

Os elementos de liga no aço diminuem a velocidade crítica de resfriamento para a 

formação da martensita. Portanto, o meio de resfriamento deve ser mais brando, 

como é, por exemplo, o óleo, ou mesmo o ar, por causa do teor dos elementos de 

liga. 

75

7.2 CURVAS T.T.T. PARA RESFRIAMENTO CONTÍNUO 

Para conseguir a transformação da austenita em martensita, o resfriamento deve ser 

feito com determinada velocidade, a que se chama "velocidade crítica" de 

resfriamento. 

Se for muito alta, pode causar tensões ou mesmo trincas na peça a ser temperada. 


Figura 71 – Diferentes meios de resfriamento 

Por isso, no resfriamento, sempre se aplica velocidade determinada. O diagrama a 

seguir apresenta curvas de diferentes velocidades de resfriamento contínuo, bem 

como as estruturas. 


Figura 72 – Curvas de resfriamento do aço 43 Mn Cr 6 

76

O diagrama T.T.T. – Tempo, Temperatura e Transformação descreve as estruturas a 

uma velocidade de resfriamento constante da temperatura de têmpera à temperatura 

ambiente. 

Para a leitura, segue-se uma curva de velocidade e determina-se, ao final de cada 

faixa de estrutura, a porcentagem da estrutura. A última faixa é de martensita, que 

completa o total de 100%. O aço temperado contém esta composição. Ao final de 

cada curva de resfriamento está definida a dureza (em Rockwell). 

O diagrama somente pode ser aplicado para um aço de composição definida. No 

exemplo a seguir utilizou-se o aço 43MnCr6 

Exemplo de leitura: 

Ao seguir uma curva III, 10% de ferrita 

60% de perlita 

20% de bainita 1 

10% de martensita 

dureza 28HRC 

Resfriamento em água corresponde à curva I 

em óleo, II e III 

em ar, IV e V. 

1 

Bainita é uma estrutura semelhante à martensita revenida com carboneto fino e com dureza 

intermediária entre a martensita e a perlita. 

77

8 TRATAMENTO DE NÃO-CONFORMIDADES 

Os defeitos de tratamento térmico podem gerar as falhas de ferramentas, eixos e 

outras peças que estão sujeitas a esforços mecânicos. 

As principais não-conformidades nos tratamentos térmicos são: descarbonetação, 

queima, trincas, pontos moles, superaquecimento e subaquecimento. 

8.1 TRINCAS 

São causas das trincas os cantos vivos, os desvios na composição química 

(especialmente o teor de carbono), a alta velocidade de resfriamento, o recozimento 

incorreto e a heterogeneidade de dureza entre núcleo e superfície. Todas podem 

causar tensões superficiais e, conseqüentemente, trincas nas peças. 

As soluções para tais não-conformidades são as seguintes: 

– para aços de média e alta liga, resfriamento em tempo correto (10°C a 20°C por 

hora), para que a martensita fique homogênea (centro e superfície); 

– para aços de média e alta liga executa-se um tratamento de alívio (160°C) e 

tratamento subzero em seguida à tempera; 

Quando necessário, deve-se fazer um recozimento – a dureza deve retornar à 

condição de fornecimento (ver catálogos de fornecedores). 

8.2 PONTOS MOLES 

As causas para a ocorrência de pontos moles são as bolhas de vapor, cascas de 

queima da peça, o contato entre peças e restos de óleos ou sabão, que formam uma 

resistência ao resfriamento, dificultando a têmpera. 

Os pontos moles são detectados pela medição de dureza. 

79

Para solucionar esta não-conformidade, adiciona-se sal (cloreto de sódio) à água 

para que aumente a velocidade de resfriamento. Outros cuidados são também 

necessários: evitar contatos entre as peças e diminuir contatos das tenazes com as 

peças. 

8.3 DESCARBONETAÇÃO 

A perda de carbono na superfície e nas arestas das peças dificulta a obtenção de 

dureza no tratamento térmico. 

São causas o excesso de temperatura ou tempo de exposição e a falta de controle 

na atmosfera do forno (presença de oxigênio). 

Esta não-conformidade é detectada pela medição de dureza. 

Para evitá-la, é indispensável um bom controle de atmosfera, tempo e temperatura. 

Para retirar a parte descarbonetada, a peça pode ser usinada ou esmerilhada (o 

núcleo mantém-se com carbono inalterado). 

A correção em peças acabadas somente se torna possível com tratamentos de 

recozimento, cementação e têmpera, respectivamente. 

8.4 SUPERAQUECIMENTO E QUEIMA 

Os aços têm uma faixa de temperatura ideal para a austenitização. O aumento 

excessivo da temperatura provoca baixa tenacidade e fragilidade das arestas de 

corte das ferramentas. 

Como causa para o superaquecimento e a queima está a faixa de temperatura de 

austenitização ultrapassada ou o tempo de encharque demasiado, que aumentam o 

tamanho do grão austenítico. 

Esta falha é detectada através de exame micrográfico, no qual se descobrem grãos 

martensíticos grossos. 

Para solucioná-la, faz-se necessária nova austenitização e nova têmpera à 

temperatura certa. No caso de queima, não há recuperação da ferramenta. 

80

8.5 SUBAQUECIMENTO 

A causa do subaquecimento é a baixa temperatura de austeniização para têmpera e 

a conseqüente dureza abaixo da máxima prevista pela falta de formação de grãos 

de carbono necessários na austenita. 

É detectado pela medida de dureza. Em caso de ensaio micrográfico, nota-se a 

ausência de austenita retida a transformar em quantidade suficiente para a obtenção 

da dureza necessária. 

Esta não-conformidade deve ser solucionada pelo tratamento em temperatura 

correta para a formação do teor de carbono da austenita. 

81

9 ESPECIFICAÇÃO DOS AÇOS E SEUS TRATAMENTOS TÉRMICOS 

A engenharia e a indústria brasileira já dispõem de um sistema de classificação dos 

aços para construção mecânica elaborado pela ABNT, a qual se baseou nos 

sistemas americanos SAE e AISI, resultando a norma P-NB-82. 

Aço é definido como uma liga composta basicamente de ferro e carbono. Dividem-se 

os aços em aços ao carbono e aços-liga ou aços especiais. 

9.1 AÇO AO CARBONO E NORMALIZAÇÃO ABNT 

Aço ao carbono é a liga composta de ferro (Fe) e carbono (C) com pequenas 

porcentagens de manganês (Mn), silício (Si), enxofre (S) e fósforo (P), os quais são 

considerados elementos residuais do processo de obtenção. 

O elemento que exerce maior influência é o carbono e seu teor nos aços ao carbono 

varia de 0,008 a 2%C aproximadamente. Os aços ao carbono mais usados 

industrialmente possuem teores que variam entre 0,1 e 0,95%, ou seja, aço 1010 ao 

1095, onde: 

– o algarismo 1 designa classe ao carbono e 

– "0" indica a inexistência de elementos de liga com predominância sobre o carbono. 

Exemplos de interpretação de norma para dois tipos de aço: 

Aço ABNT 1010 

Aço ABNT 1060 

0,10% de carbono 

0% de elementos de liga 

classe de aço ao carbono 


0% de elementos de liga 

classe de aço ao carbono 

83

9 .. aços ao silício manganês 

92.. aços ao silício manganês 

(Mn 0,85%, Si 0,20%) 

93.. aços de tripla liga 

(Ni 3,25%, Cr 1,20%, Mo 0,12%) 

94.. aços de triplas liga 

(Ni 0,45%, Cr 0,40%, Mo 0,12%) 


(Ni 0,55%, Cr 0,17%, Mo 0,20%) 


(Ni 1,0%, Cr 0,80%, Mo 0,25%) 

Letras adicionais têm o seguinte significado: 

B .. aços obtidos pelo processo Bessemer 

C .. aços obtidos em forno Siemens Martin e forno elétrico de arco voltaico 

X .. análise fora da norma 

TS .. norma estabelecida para prova 

.B.. aços contendo, no mínimo, 0,0005% de boro 

LC.. aços com baixo teor de carbono C máximo de 0,03%C 

F .. aços de cavaco curto para tornos automáticos 

L .. indica presença de chumbo 

(0,15 a 0,35% Pb) 

Exemplos de leitura da Norma AISI: 

Exemplo 1: 2515 

Exemplo 2: 6150 

84 


5% níquel (aproximadamente) 

aço ao níquel 


1% cromo (aproximadamente) 

aço ao cromo-vanádio

Tabela 7 – Efeitos dos elementos de liga nos aços 

Elemento 

de liga 

Níquel 

(Ni) 

Manganês 

(Mn) 

Cromo 

(Cr) 

Molibdênio 

(Mo) 

Vanádio 

(V) 

Tungstênio 

(W) 

Cobalto 

(Co) 

Silício 

(Si) 

Influência na 

estrutura 

Refina o grão. 

Diminui a 

velocidade de 

transformação na 

estrutura do aço. 

Estabiliza os carbonetos. 

Ajuda a 

criar microestrutura 

dura por meio de 

têmpera. Diminui a 

velocidade de 

resfriamento. 

Forma carbonetos. 

Acelera o crescimento 

dos grãos. 

Influência na 

estabilização do 

carboneto. 

Inibe o crescimento 

dos grãos. Forma 

carbonetos. 

Forma carbonetos 

muito duros. 

Diminui a 

velocidade das 

transformações. 

Inibe o crescimento 

dos grãos. 

Influência nas 

propriedades 

Aumento da resistência 

à tração. 

Alta ductilidade. 


mecânica e 

temperarabilidade 

da peça. 

Resistência ao 

choque. 


à corrosão 

e à oxidação. 


a altas 

temperaturas. 

Alta dureza ao 

rubro. Aumento de 

resistência à tração 

Aumento de 

temperabilidade. 

Maior resistência 

mecânica. Maior 

tenacidade e 

temperabilidade. 

Resistência à 

fadiga e à abrasão. 

Aumento da 

dureza. 

Aumento da 

resistência a altas 

temperaturas. 

Aplicações Produtos 

Aço para construção 

mecânica. Aço 

inoxidável. Aço 

resistente a altas 

temperaturas. 

Aço para construção 

mecânica. 

Aços para construção 

mecânica. 

Aços-ferramenta. 

Aços inoxidáveis. 


Aços cromoníquel. 

Substituto 

do tungstênio em 

aços rápidos. 

Aços cromovanádio 

Aços rápidos. 


Forma carbonetos Aumento da dureza Aços rápidos. 

(fracamente). Resistência à Elemento de liga 

tração. 

em aços 

Resistência à 

corrosão e à erosão 

magnéticos. 

Auxilia na Aumento da resis- Aços com alto teor 

desoxidação. tência à oxidação de carbono. 

Auxilia na em temperaturas Aços para 

grafitização. elevadas. Melhora fundição em areia. 

Aumenta a fluidez. da temperabilidade 

e da resistência à 

tração. 

Peças para automóveis 

e utensílios 

domésticos. 

Caixas para tratamento 

térmico. 

Peças para automóveis 

e peças 

para uso geral em 

engenharia 

mecânica. 

Produtos para a 

indústria química, 

talheres, válvulas e 

peças para fornos. 

Ferramentas de 

corte. 


corte 


corte 


corte 

Lâminas de turbina 

de motores a jato. 

Peças fundidas. 

85

Alumínio 

(Al) 

86 

Boro 

(B) 

Chumbo 

(Pb) 

Cobre 

(Cu) 

Nióbio 

(Nb) 

Auxilia na desoxidação 

do aço. 

Favorece a formação 

de nitretos 

para aumentar a 

dureza. 

Melhora a estrutura 

de têmpera. 

Não se liga ao 

ferro, mas espalhase 

uniformemente 

em partículas 

finíssimas. 

Aumenta a resistência 

à corrosão 

atmosférica. 

Tende a reter a 

austenita com 

carbono mais 

elevado. 

Retira os grãos. 

Aumenta a resistência 

do aço à 

calaminagem. 

Aumenta a 

resistência ao 

envelhecimento. 

Dificuldade de 

usinagem. 

Aumenta a penetração 

da têmpera 

e a resistência à 

fadiga. 

Aumenta a 

ductibilidade. 


Aumenta o limite 

de escoamento e 

a resistência do 

aço. Diminui o 

alongamento. 

Aumenta a 

resistência e a 

tenacidade. 

Aços para construção 

mecânica. 

Aços para 

nitruração. 

Peças forjadas ou 

laminadas. 

Aços para 

usinagem 

Aços para 

construção naval 

Maior resistência 

em aços recozidos. 

Maior tenacidade 

em aços ferríticos 

perlíficos. 

Produtos 

resistentes à 

corrosão 

Forjados e 

usinados 

Produtos usinados 

Peças para fixação 

indústria ferroviária, 

gasômetros 

Peças que devem 

ser tratadas 

termicamente

Tabela 8 – Classificação ABNT dos aços-ligas 

Designação C % Mn % Si % Cr % Ni % Mo % 

1340 

4130 

4135 

4140 

4320 

4340 

5115 

5120 

5130 

5135 

5140 

5160 

E52100 

6150 

8615 

8620 

8630 

8640 

8645 

8650 

8660 

E9315 

0,38–0,43 

0,28–0,33 

0,33–0,38 

0,38–0,43 

0,17–0,22 

0,38–0,43 

0,13–0,18 

0,17–0,22 

0,28–0,33 

0,33–0,38 

0,38–0,43 

0,55–0,65 

0,95–1,00 

0,48–0,53 

0,13–0,18 

0,18–0,23 

0,28–0,33 

0,38–0,43 

0,43–0,48 

0,40–0,53 

0,55–0,65 

0,13–0,18 

1,60–1,90 

0,40–0,60 

0,70–0,90 

0,75–1,00 

0,45–0,65 

0,60–0,80 

0,70–0,90 

0,70–0,90 

0,70–0,90 

0,60–0,80 

0,70–0,90 

0,75–1,00 

0,25–0,45 

0,70–0,90 

0,70–0,90 

0,70–0,90 

0,70–0,90 

0,75–1,00 

0,75–1,00 

0,75–1,00 

0,75–1,00 

0,45–0,65 

O tipo 6150 tem 0,15 % de vanádio. 


0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,20–0,35 

0,80–1,10 

0,80–1,10 

0,80–1,10 

0,40–0,60 

0,70–0,90 

0,70–0,90 

0,70–0,90 

0,80–1,10 

0,80–1,05 

0,70–0,90 

0,70–0,90 

1,30–1,60 

0,80–1,10 

0,40–0,60 

0,40–0,60 

0,40–0,60 

0,40–0,60 

0,40–0,60 

0,40–0,60 

0,40–0,60 

1,00–1,40 

– 

– 

– 

1,65–2,00 

1,65–2,00 

– 

– 

– 

– 

– 

– 

– 

– 

0,40–0,70 

0,40–0,70 

0,40–0,70 

0,40–0,70 

0,40–0,70 

0,40–0,70 

0,40–0,70 

3,00–3,50 

0,15–0,25 

0,15–0,25 

0,15–0,25 

0,20–0,30 

0,20–0,30 

– 

– 

– 

– 

– 

– 

– 

– 

0,15–0,25 

0,15–0,25 

0,15–0,25 

0,15–0,25 

0,15–0,25 

0,15–0,25 

0,15–0,25 

0,08–0,15 

A Tabela 9, a seguir, apresenta as classes de aços com suas respectivas 

composições segundo Normas SAE – AISI. 

87

Tabela 9 – Sistemas SAE e AISI de classificação dos aços 

88 

Designação 

SAE AISI 

10XX 

11XX 

13XX 

23XX 

25XX 

31XX 

33XX 

303XX 

40XX 

41XX 

43XX 

46XX 

47XX 

48XX 

50XX 

51XX 

501XX 

511XX 

521XX 

514XX 

515XX 

61XX 

86XX 

87XX 

92XX 

93XX 

98XX 

950 

XXBXX 

XXLXX 

C 10XX 

C 11XX 

13XX 

23XX 

25XX 

31XX 

E 33XX 

– 

40XX 

41XX 

43XX 

46XX 

47XX 

48XX 

50XX 

51XX 

– 

E511XX 

E521XX 

– 

– 

61XXX 

86XX 

87XX 

92XX 

93XX 

98XX 

– 

XXBXX 

CXXLXX 

Tipo de aço 

aços-carbono comuns 

aços de usinagem (ou corte) fácil, com alto S 

aços-manganês com 1,75% de Mn 

aços-níquel com 3,5% de Ni 

aços-níquel com 5,0% de Ni 

aços-níquel-cromo com 1,25% de Ni e 0,65% de Cr 

aços-níquel-cromo com 3,50% de Ni e 1,57% de Cr 

aços resistentes à corrosão e ao calor ao Ni-Cr 

aços-molibdênio com 0,25% de Mo 

aços-cromo-molibdênio com 0,50% ou 0,95% de Cr e 0,12%, 0,20% 

ou 0,25% de Mo 

aços-níquel-cromo-molibdênio, com 1,82% de Ni e 0,50 ou 0,80% de 

Cr e 0,25% de Mo 

aços-níquel-0molibdênio com 1,57% ou 1,82% de Ni e 0,20% ou 

0,25% de Mo 

aços-níquel-cromo-molibdênio c0m 1,05% de Ni, 0,45% de Cr e 

0,20% de Mo 

aços-níquel-molibdênio com 3,50% de Ni e 0,25% de Mo 

aços-romo com 0,27%, 0,40% ou 0,50% de Cr 

aços-cromo com 0,80% a 1,05% de Cr 

aços de baixo cromo para rolamentos com 0,50% de Cr 

aços de médio cromo para rolamentos com 1,02% de Cr 

aços de alto cromo para rolamentos com 1,45% de Cr 

aços resistentes à corrosão e a o calor ao Cr 

aços resistentes à corrosão e ao calor ao Cr 

aços-cromo-vanádio com 0,80% ou 0,95% de Cr e 0,10% ou 0,155 

de V (min) 

aços-níquel-cromo-molibdênio com 0,55% de Ni, 0,50% ou 0,65% de 

Cr e 0,20% de Mo 

aços-níquel-cromo-molibdênio com 0,55% de ni, 0,50% de Cr e 

0,25% de Mo. 

aços-silício-manganês com 0,65%, 0,82%, 0,85% ou 0,87% de 

Mn, 1,40 ou 2,00% de Si e 0%, 0,17%, 0,32% ou 0,65% de Cr 

aços-níquel-cromo-molibdênio com 3,25% de Ni, 1,20% de Cr e 

0,12% de Mo 

aços-níquel-cromo-molibdênio com 1,00% de ni, 0,80% de Cr e 

0,25% de Mo 

aços de baixo teor em liga e alta resistência 

aços-boro com 0,0005% de B min 

aços-chumbo com 0,15% – 0,35% de Pb 

Exemplo de utilização da tabela: Fonte: SENAI-SP. Tratamento térmico 

31XX % de carbono 

aços cromo-níquel

9.2 NORMALIZAÇÃO DOS AÇOS ATRAVÉS DA NORMA DIN 17006 

A norma DIN 17006 especifica três tipos de aço: aço sem ligas, aço com baixa liga 

(elementos de ligas ≤ 5%) e aço com alta liga (elementos de liga > 5%). 

9.3 DESIGNAÇÃO E NORMALIZAÇÃO DOS AÇOS SEM LIGAS 

9.3.1 Aços de baixa qualidade 

São tipos de aço de baixa pureza, sem ligas, que não podem ser tratados termicamente. 

São designados através das letras St (= aço) e da resistência mínima à 

ruptura. 

9.3.2 Aços ao carbono 

Têm melhor pureza, e podem ser tratados termicamente. São designados através da 

letra C (= carbono) e da porcentagem de carbono. Aços de 0,05–0,2% de carbono 

podem ser cementados; aços de 0,2–0,6% de carbono podem ser beneficiados. 


aços de baixa qualidade 

St 37 

St = aço (stahl, em alemão) 

37 = resistência mínima à ruptura = 37 x 10 N ou = 370 N ... 

mm 2 mm 2 

aços ao carbono 

C 10 

C = aço ao carbono 

9 = 0,1% do teor de carbono 

aço ao carbono de alta pureza 

CK 20 

CK = fósforo (P) + enxofre (S) ≤ 0,01% 

20 = 0,2% do teor de carbono 

aço ao carbono para beneficiamento 

C 45 

C = aço ao carbono 

9 = 0,45% C 

89

9.4 DESIGNAÇÃO E NORMALIZAÇÃO DOS AÇOS COM BAIXA LIGA 

São aços que possuem no máximo até 5% de teor de ligas. 

Para designar o teor dos elementos de liga, os números da norma devem ser 

divididos pelos fatores correspondentes ao elemento químico. Os fatores são 

apresentados na Tabela 6, a seguir. 

A norma compõe-se dos seguintes elementos: 

– não se coloca a letra C para o carbono; 

– as outras letras definem os elementos de liga; 

– os números divididos pelos fatores definem o teor dos elementos; são colocados 

na mesma seqüência, como as letras. 

Tabela 10 – Fatores para elementos de liga 

90 

Fator 4 Fator 10 Fator 100 

cobalto Co 

Cr 

Mn 

Ni 

Si 

tungstênio W 

alumínio Al 

Mo 

Ti 

vanádio V 


Aços com baixa liga 

48 Cr Mo V 67 

16 Mn Cr 5 

48 = 0,48% C 

carbono C 

P 

S 

N 

Cr 6 = 6 = 1,5% Cr 

4 

Mo 7 = 7 = 0,7% Mo 

10 

V = baixo teor de V 

16 = 0,16% C 

Mn 5 = 5 = 1,25% Mn 

4 

Cr = baixo teor de Cr.

9.5 DESIGNAÇÃO E NORMALIZAÇÃO DOS AÇOS COM ALTA LIGA 

São aços com um teor de ligação acima de 5%. Para designá-los, coloca-se um "X" 

em frente do teor de carbono. Todos os elementos, exceto o carbono, têm o fator 1, 

quer dizer, os números apresentam o valor do teor real. 

Aços rápidos para ferramentas podem ser designados da seguinte forma: 

S 6 – 5 – 2 – 5 

Coloca-se "S" (= aço rápido) no início e os teores das ligas. 

O teor de carbono só pode ser determinado através da especificação do produtor. 

Aços com alta liga 

X 210 Cr 12 

X 5 Cr Ni Mo 18 13 

S 6 – 5 – 2 – 5 

X = aço com alta liga 

210 = 210 = 2,1% C 

100 

Cr 12 = 12% Cr 

X = aço com alta liga 

5 = 5 = 0,05% C 

100 

Cr 18 = 18% Cr 

Ni 13 = 13% Ni 

Mo = baixo teor 

S = aço rápido 

6 = 6% W 

5 = 5% Mo 

2 = 2% V 

5 = 5% Co 

91

S 12 – 1 – 4 – 5 

92 

S = aço rápido 

12 = 12% W 

1 = 1% Mo 

4 = 4% V 

5 = 5% Co 

9.6 DESIGNAÇÃO E NORMALIZAÇÃO DO FERRO FUNDIDO 

Compõe-se da letra "G" para o processo de fundição e a especificação do tipo de 

ferro fundido. Os exemplos a seguir especificam em geral. 

GG_20 

GGG_60 

GTW_40 

GTS_70 

GS 22 Mo 4 

GS-X 20 Cr 14 

GG = ferro fundido lamelar 

20 = resistência à tração 200 N ... 

mm 2 

GGG = ferro fundido globular 


mm 2 

GTW = ferro fundido maleável branco 


mm 2 

GTS = ferro fundido maleável escuro 


mm 2 

GS = aço fundido com baixa liga 

21 = 0,22% carbono 

Mo 4 = 0,4% molibdênio... 

GS-X = aço fundido alta liga 

20 = 0,2% carbono 

Cr 14 = 14% cromo

9.7 NORMALIZAÇÃO COMPLETA ATRAVÉS DA DIN 17006 

A normalização compõe-se de três partes: obtenção, composição e tratamento 

posterior. A tabela 7 apresenta uma coleção não-completa. 

Tabela 11 – Alguns símbolos auxiliares na identificação dos aços 

Obtenção Composição Tratamento 

M – forno Siemens Martin 

E – forno elétrico 

Y – conversor L–D 


AL 

C 

Co 

Cr 

Cu 

Fe 

Mg 

Mn 

Mo 

N 

Ni 

P 

Pb 

S 

Si 

V 

W 

A = revenido 

E = cementado 

G = recozido 

H = temperado 

V = beneficiado 

K = laminado e frio 

Exemplos: 

M St 37 

forno Siemens Martin aço comum de uma resistência de 370 N/mm 2 

E C 35 V 70 

forno elétrico aço ao carbono beneficiado até uma 

de 0,35% de C resistência de 700 N/mm 2 

M GS 20 K 

forno Siemens Martin 0,09%C laminado a frio 

0,2% Co Si 

93

10 NOÇÕES DE TEMPERATURA 

Os efeitos da variação de temperatura provocam alterações internas nos materiais, 

modificando suas propriedades. Por isso, é necessário rigoroso controle da 

temperatura durante o processo de tratamento térmico. 

10.1 CONCEITOS 

Para melhor entendimento, examinam-se os conceitos de temperatura e calor. 

Temperatura é a grandeza física que indica o estado de agitação das partículas de 

um corpo e seu nível térmico. A agitação das partículas aumenta à medida que o 

corpo vai ficando mais quente. 

Calor é a energia térmica que flui entre dois corpos ou sistemas que apresentam 

temperaturas diferentes. 

Viu-se que, para mexer na estrutura cristalina do aço, é preciso aquecê-lo sem, 

contudo, fundi-lo. Portanto, uma vez definida a temperatura de tratamento, liga-se o 

forno na oficina e verifica-se que o pirômetro, além de ligar o equipamento, mede as 

variações térmicas em seu interior. 

10.2 PIRÔMETRO 

Pirômetro é uma espécie de termômetro que mede temperaturas elevadas. 

Os pirômetros dividem-se em dois grupos: pirômetros termoelétricos – uma de suas 

pernas fica no interior do forno, em contato com o meio – e pirômetros óticos e de 

radiação – para medição à distância. 

95

A escala de pirômetros corresponde a um conjunto de valores numéricos, estando 

cada um deles associado a uma temperatura. Esse equipamento pode ter sua 

escala em graus Celsius ou em graus Fahrenheit. Usa-se a fórmula abaixo para 

passar de uma escala a outra: 

C = F – 32 

5 9 

10.2.1 Pirômetro termoelétrico 

Quando dois fios de metais ou ligas diferentes estão soldados entre si por uma de 

suas extremidades, surge a diferença de potencial entre as duas outras 

extremidades livres. Os fios assim soldados denominam-se par termoelétrico. 


Figura 73 – Pirômetro termoelétrico 

Deve-se empregar, portanto, fios de metais ou ligas que proporcionam grande 

diferença de potencial, a fim de facilitar a medida de temperatura. 

A tabela a seguir mostra os pares termoelétricos mais usados em pirometria. 

Tabela 12 – Pares termoelétricos 

96 

Par termoelétrico Faixa de uso Composição química 

Pt – Pt Rh 

0 a 1.500°C platina – platina (90%) e ródio (10%) 

Fe – constantan 0 a 980ºC ferro – constantan (cobre e níquel) 

Cu – constantan 200 a 350°C cobre – constantan (cobre e níquel) 

Cromel – Alumel 200 a 1.300°C cromel (cromo e níquel) 

alumel (níquel, manganês, alumínio e silício) 

Fonte: Tratamento térmico (Coleção Telecurso 2000).

10.2.2 Pirômetro ótico e de radiação 

Muitas vezes, o operador de forno precisa verificar a temperatura do material no 

estado líquido (como, por exemplo, o ferro-gusa), antes ou após a corrida 

(vazamento). 

A medida da temperatura deve ser feita sem contato com o banho. Portanto, o 

pirômetro ótico é o instrumento mais indicado. 

A verificação da temperatura consiste em comparar o brilho do filamento 

incandescente de uma lâmpada com o brilho do aço aquecido acima de 700°C. 

A Figura 74 mostra, esquematicamente, o pirômetro ótico de desaparecimento do 

filamento. Para usá-lo, deve-se ajustar a ocular de modo que o filamento da lâmpada 

fique em foco. A seguir, focaliza-se o aço, ajustando a objetiva na temperatura que 

será determinada. Com auxílio do reostato, faz-se coincidir o brilho do filamento com 

o objeto enfocado e lê-se o valor da temperatura. 


Figura 74 – Pirômetro ótico 

Os pirômetros óticos servem para medir temperaturas de 700 a 2.000°C. Abaixo de 

700°C tornam-se inúteis, pois a luz emitida pelo aço não é suficientemente visível 

para a medição. 

Os pirômetros de radiação medem a temperatura do corpo a partir da intensidade da 

radiação que emite. Diferem dos pirômetros óticos porque conseguem captar tanto a 

energia radiante visível quanto as radiações não-visíveis. 

97


Figura 75 – Pirômetro de radiação 

Durante o uso do pirômetro ótico ou de radiação deve-se considerar a possibilidade 

de erros devido a vários fatores que interferem na observação: a luz do ambiente, a 

casca de óxido que se forma no material ou a escória, no caso de material líquido. 

98

11 EQUIPAMENTOS PARA TRATAMENTOS TÉRMICOS 

Encontram-se equipamentos de tratamento térmico em laboratórios, oficinas e 

instalações industriais. Sua fonte de aquecimento provém do óleo, do gás ou da 

energia elétrica. 

11.1 ESTUFA 

Trata-se de um modelo com aquecimento elétrico, para temperaturas de até 300°C. 

A estufa tem aplicações no desenvolvimento de processos que exigem baixa 

temperatura como, por exemplo, no revenimento. 


Figura 76 – Estufa 

11.2 FORNO 

Os fornos, de modo geral, são de fácil manipulação. Quando bem operados e 

assistidos com manutenção periódica, têm sua vida útil prolongada. 

99

11.2.1 Forno de câmara com circulação de ar 

Modelo com aquecimento elétrico, para temperaturas de até 1.300°C, usado em 

diversos tratamentos térmicos. 

Fonte: Tratamento térmico (Coleção Telecurso 2000. 

Figura 77 – Forno de câmara 

11.2.2 Forno de câmara com porta versátil 

Quando aberta, a porta serve de plataforma de trabalho. É prático e seguro. 


Figura 78 – Forno de câmara 

Todos os modelos têm uma carcaça construída com chapas de aço-carbono, com 

espessura variada. O isolamento da carcaça pode ser feito com lã de rocha ou com 

material cerâmico refratário, assegurando que o forno preserve o calor com um 

mínimo de perda. 

Ao se abrirem as portas, os circuitos de resistência desligam-se automaticamente, o 

que permite efetuar, com segurança, operações de carga e descarga. 

As empresas prestadoras de serviço procuram servir-se de diferentes meios de 

trabalho para realizar o tratamento térmico, mas a produção e a satisfação do cliente 

são alcançadas de acordo com a disponibilidade econômica. 

100

Em oficinas ou indústrias são utilizados os modelos de fornos a seguir. 

11.2.3 Forno com atmosfera controlada, protetora e/ou ativa 

Este tipo de forno apresenta-se em três modelos: tipo de câmara, poço e contínuo. 

Funciona com gás inerte e/ou ativo. 

Fonte: Tratamento térmico (Coleção Telecurso 2000. 

Figura 79 – Fornos com atmosfera 

11.2.3.1 Forno de câmara – É automático e apresenta diversos acessórios em seu 

interior, o que permite que seu operador comande todo o tratamento por meio de um 

controlador instalado em um painel externo. 

Externamente, um carro de transferência carrega e descarrega o forno, e leva a 

carga para outro local. Desloca-se sobre trilhos, transversalmente, à frente da linha 

de fornos. 

É indicado para tratamento de cementação, cabonitretação e têmpera. 

11.2.3.2 Forno tipo poço – É usado para tratamento de peças volumosas ou 

engrenagens. Dispensa as instalações caras do forno de câmara. Para resfriar a 

carga, necessita de um tanque de resfriamento a parte. 

11.2.3.3 Forno de modelo contínuo – O material é acomodado em um transporte, 

que pode ser uma esteira. O transportador conduz a peça através do forno com 

velocidade predeterminada. 

No final do percurso, as peças são mergulhadas em óleo, para fazer a têmpera. 

Outra esteira retira as peças do óleo e as conduz a outro forno, onde são revenidas. 

11.2.4 Forno de banho de sal 

O forno de banho de sal tem grande aplicação no tratamento de cementação e 

têmpera dos aços. Requer aquecimento com resistências elétricas ou com 

queimador a gás ou óleo. 

101

Sua limitação está no diâmetro do cadinho, que pode variar de 220 a 700 mm. Ou 

seja: peças volumosas ou grandes não podem ser submetidas a tratamento em 

banho de sal. 


Figura 80 – Forno de banho de sal 

No forno com aquecimento por eletrodos o aquecimento é realizado por meio de 

eletrodos de aço, imersos no banho. Um transformador acompanha o forno. A 

exaustão dos gases quentes emanados do banho é feita por uma concha situada na 

parte superior do forno. 

Esse tipo de forno é indicado para tratamento de aços rápidos. 


Figura 81 – Forno de eletrodos 

11.2.5 Forno de câmara a vácuo 

O vácuo é o melhor recurso para evitar oxidação, uma vez que há ausência de 

atmosfera. O modelo de câmara é o mais indicado para o tratamento térmico. 

Cria-se o vácuo, e um programa de computador comanda todo o tratamento. Tem 

ampla aplicação no tratamento de aços especiais. 

102


Figura 82 – Forno à vácuo 

11.2.6 Forno de câmara sem atmosfera protetora 

A indústria de fornos tem uma linha fora da produção em série que procura atender 

às necessidades específicas dos clientes. 

Peças de grandes dimensões requerem fornos com grandes câmaras, além de um 

sistema de transporte em trilho para carregar e descarregar o forno. 

103

104

12 ATMOSFERAS 

Dois problemas graves podem ocorrer durante o tratamento térmico dos aços devido 

às variações de temperatura e às atmosferas internas dos fornos: a queima – 

oxidação e formação de casca de óxido – e a descarbonetação – formação de 

camadas de baixa dureza na superfície do aço. 

As reações de oxidação mais comuns são: 

2 Fe + O2 = FeO 2 – causada pelo oxigênio 

FeO + CO = Fe + Co2 – originada pelo anidrido carbônico 

Fe + H2O = FeO + H2 – provocada pelo vapor de água 

As reações podem ser reversíveis: 

– por anidrido carbônico: se a mistura gasosa de CO e CO2 for rica em CO2, oxidará 

o ferro a temperaturas elevadas; se for rica em CO, reduzirá o ferro; 

– por vapor de água: se a mistura de H2 e vapor de água for rica em vapor, oxidará 

o ferro; se for rica em H, reduzirá o ferro. 

A descarbonetação é a oxidação do carbono, seja em temperaturas abaixo da zona 

crítica, com o carbono em forma de Fe3C (cementita) ou em temperaturas acima da 

zona crítica, com o carbono solubilizado na austenita. 

As reações descarbonetantes mais comuns são: 

2C + O2 = 2CO - causada pelo oxigênio 

C + CO2 = 2CO - anidrido carbônico 

C + 2H2 = CH4 - vapor de água. 

A oxidação e a descarbonetação podem ser evitadas com o uso de uma atmosfera 

protetora e controlada no interior do forno. 

105

12.1 FUNÇÕES E COMPOSIÇÃO DAS ATMOSFERAS 

As atmosferas previnem a formação de cascas de óxido, evitando também a limpeza 

posterior das peças. Eliminam a possibilidade de descarbonetação, obtendo-se 

superfícies com dureza uniforme e resistentes ao desgaste. 

As atmosferas mais comuns são obtidas com queima de carvão, óleo, gás ou 

amônia. Seus componentes são: oxigênio, nitrogênio, anidrido carbônico, hidrogênio 

e hidrocarbonetos. 

Cabe observar que o hidrogênio e o óxido de carbono atuam como redutores, mas, 

sob certas condições, podem provocar a descarbonetação. Os hidrocarbonetos e o 

CO podem carbonetar o aço. 

É necessário um estudo cuidadoso das quantidades corretas dos constituintes, bem 

como o conhecimento do ponto de orvalho dos gases produzidos nos diversos tipos 

de geradores. 

12.2 TIPOS DE ATMOSFERAS 

As atmosferas consistem dos seguintes tipos: 

– à base exotérmica: produzida por queima de uma mistura de gás e ar com ponto 

de orvalho regulado; 

– à base endotérmica: produzida por reação parcial de uma mistura de gás 

combustível e ar em câmara com substância catalisadora, aquecida externamente; 

– à base exotérmica-endotérmica: é uma combinação dos dois processos anteriores, 

porém com a combustão completa da mistura de gás e ar; 

– à base de carvão vegetal: o ar passa no meio da câmara de carvão incandescente; 

– à base de nitrogênio: obtido de uma base exotérmica, removendo o CO2 e o vapor 

de água; 

– à base de amônia: pode ser obtida com amônia crua, dissociada ou queimada a 

ponto de orvalho regulado. 

106

Tabela 13 – Aplicações mais comuns das principais atmosferas controladas 

exotérmica pobre 

exotérmica rica 

Tipos Aplicações 

nitrogênio preparado pobre 

nitrogênio preparado rico 

endotérmica pobre 

endotérmica rica 

a carvão de madeira 

exotérmica-endotérmica pobre 

exotérmica-endotérmica rica 

amônia dissociada 

amônia queimada pobre 

amônia queimada rica 

revestimento de óxido de aço 

recozimento brilhante, brasagem de cobre e sinterização 

aquecimento neutro 

recozimento e brasagem de aços inoxidáveis 

têmpera 

cementação a gás 


têmpera 


brasagem, sinterização 

aquecimento neutro 

sinterização de pós de aço inoxidável 

107

108

13 PRINCIPAIS ENSAIOS E CONTROLES NA PRODUÇÃO DE AÇOS 

Tabela 14 – Ensaios mecânicos 

Ensaio Objetivo Vantagens Limitações 

análise 

química 

ultra-sons 

dureza 

centelha 

líquidos 

penetrantes 

raios X 

Determinar a 

composição química 

Inspecionar quanto a 

defeitos internos 

Controlar as 

propriedades mecânicas 

Evitar mistura de aços 


defeitos superficiais 


defeitos internos 

Garantia total contra a 

mistura e garantia do 

atendimento de 

especificações. 

Ensaio não-destrutivo, 

sem radiação, que 

permite inspecionar 

desde seções pequenas 

até forjados de grandes 

dimensões. 

Em geral, pode ser nãodestrutivo. 

É mais barato 

e rápido que ensaios 

completos. Excelente 

teste para o controle 

sistemático de lotes de 

peças. 

Rapidez e facilidade de 

execução. Confiabilidade 

bastante boa. 

Ensaio não-destrutivo, 

sem limitações no 

tamanho ou material da 

peça. Detecta defeitos 

bem pequenos. 

Ensaio não-destrutivo 

com alta sensibilidade 

para descontinuidades 

internas. 

Requer a retirada de 

amostra. 

Somente para defeitos 

internos. Requer prática 

na interpretação das 

indicações do defeito. 

Sensível à estrutura do 

metal. 

Apenas a dureza é 

medida. 

A resistência à tração 

deve ser estimada a 

partir da dureza. 

Pode ser destrutivo. 

Depende da prática do 

operador. Deve ser 

empregado em conjunto 

com outros testes para 

garantir 100% de 

separações de aços. 

Requer superfície usinada 

e extremamente limpa. 

Exige desmontagem se a 

peça estiver em serviço. 

Custo elevado. Risco de 

radiação. Limitação 

quanto ao tamanho da 

peça. 

109

partículas 

magnéticas 

correntes 

parasitas 

ensaios 

mecânicos 

110 


defeitos superficiais e 

subsuperficiais 

Identificar condições e 

propriedades como: 

propriedades magnéticas, 

tamanho de grão, 

tratamento térmico. 

Detectar falhas como 

dobras, inclusões etc. 

Caracterizar as 

propriedades mecânicas, 

resistência, ductilidade, 

tenacidade, resistência à 

fadiga, resistência à 

propriedades de trincas 

etc. 

Indicação direta sobre a 

peça. Não há limitação 

quanto ao tamanho e 

forma da peça. 

Teste extremamente 

versátil, com possibilidade 

de controlar diversas 

características do 

material. 

Garantia do atendimento 

aos valores exigidos ao 

projeto em testes 

destrutivos, similares às 

condições de emprego. 

Fonte: COSTA E SILVA, André Luís da; MEI, Paulo Roberto. Tecnologia dos aços. 

Aplicável apenas a materiais 

ferromagnéticos. 

A limpeza pode ser trabalhosa 

após a inspeção, e a 

interpretação pode ser 

difícil. 

A própria versatilidade 

pode confundir as 

indicações. 

Necessidade de 

equipamento e 

padronizações. 

Ensaio destrutivo. 

Requer, em geral, 

forjamento de metal 

adicional por retirada dos 

CPs. 

Custo médio a elevado, 

dependendo dos ensaios 

selecionados.

14 TRATAMENTO DE RESÍDUOS DE SAIS E EFLUENTES LÍQUIDOS 

14.1 RESÍDUOS DE SAIS 

A norma brasileira NBR 10004, da ABNT, classifica os sais de têmpera como 

resíduos de classe 1, que são perigosos. Não podem, portanto, ser jogados no solo 

ou na água. Além disso, requerem tratamento especial. 

Se não se dispuser de uma unidade de tratamento de neutralização dos sais 

usados, é necessário que eles sejam armazenados temporariamente. 

Os sais e seus resíduos devem ser estocados em tambores fechados e em boas 

condições, nos quais deve constar a identificação do conteúdo e de sua 

procedência. 

Os resíduos sólidos e secos, provenientes dos diversos sais, devem ser 

acondicionados separadamente, conforme o grupo a que pertencem. Por exemplo: 

grupo I – cianetos, bário etc., ou grupo II – nitritos, nitratos, soda cáustica na forma 

de grânulos ou pedaços, com dimensão de até 10 cm. Devem estar livres de 

arames, peças metálicas e qualquer outro tipo de material. A separação dos 

resíduos vai facilitar um futuro tratamento e proporcionar segurança durante o 

armazenamento. 

Recomenda-se o acondicionamento em tambores de aço, secos, com capacidade de 

200 litros. A carga precisa ser ensacada em plástico e colocada no tambor. Este 

deve ser tampado e cintado, e conter dispositivos de segurança para evitar abertura 

acidental. As tampas não devem ser soldadas ao tambor. 

A identificação deve ser feita na parte externa do tambor, com letras de 2,5 cm de 

altura, escritas com tinta a óleo. Na identificação deve ficar claro se os resíduos são 

do grupo I ou II, o nome da empresa e o peso líquido. Os tambores devem ser 

pintados de vermelho, com inscrições em cor branca para resíduos do grupo I, e de 

amarelo, com inscrições em cor preta para resíduos do grupo II. 

111

A área de armazenamento precisa ser coberta e bem ventilada; seu piso deve ter 

uma base de concreto ou outro material que impeça a infiltração das substâncias no 

solo. Há necessidade, ainda, de um sistema de drenagem e de captação de líquidos 

para um tanque. 

14.2 EFLUENTES LÍQUIDOS 

Os efluentes líquidos provenientes dos processos de tratamento térmico e/ou 

termoquímico de metais passam pela Estação de Tratamento de Efluentes – ETE. 

Depois, são descartados. 

Normalmente, são classificados em dois tipos: efluentes líquidos ácidos e efluentes 

líquidos alcalinos. Os primeiros provêm de operações de decapagem e de lavagem 

posterior das peças. Os decapantes usuais são feitos à base de ácido clorídrico, 

contendo inibidores. Os efluentes líquidos alcalinos provêm de tanques de 

desengraxe, de tanques de lavagem de peças tratadas em banho de sal e de 

máquinas de lavagem. 

Os efluentes líquidos ácidos e básicos são coletados e remitidos à ETE, 

separadamente. Essa medida é necessária para evitar a reação dos ácidos entre si 

formando produtos gasosos tóxicos como, por exemplo, o gás cianídrico. 

O processo de tratamento inicia-se com a oxidação dos cianetos contidos nos 

efluentes. Uma vez eliminado o cianeto, o efluente alcalino é neutralizado pelo 

efluente ácido até um pH que pode variar de 8 a 9. Nesta etapa ocorre precipitação 

de íons de ferro, provenientes das peças metálicas submetidas a operações de 

decapagem. 

O bário é precipitado na forma de sulfato ao receber pequenas quantidades de ácido 

sulfúrico ou sulfato de sódio. 

Após a adição de um floculante, que tem a função de aglomerar melhor os flocos da 

lama formada, a suspensão é transferida para um tanque de adensador de lodo e, 

em seguida, o lado aglomerado passa por um filtro-prensa. 

A água filtrada é analisada e descartada, de acordo com a legislação pertinente. A 

lama, ou lodo é acondicionado em tambores. 

112

CONSIDERAÇÕES FINAIS 

São complexos e abrangentes os assuntos que envolvem a metalurgia e os 

tratamentos térmicos dos materiais e, não diferente, os equipamentos necessários 

para a realização do trabalho na área metalúrgica. 

O SENAI, ao longo de sua existência, vem atualizando seu material didático, 

equipamentos e profissionais para atender às necessidades do mercado, integrando 

a escola e a indústria para o crescimento das pessoas e do País. 

Espera-se que o estudo dos conteúdos deste fascículo tenha contribuído para a 

qualificação técnica e realização profissional das pessoas e que atenda aos anseios 

da indústria, minimizando as lacunas profissionais neste setor do mercado. 

Registra-se o agradecimento a todos os que, de alguma forma, colaboraram para a 

execução deste trabalho, em especial a seu mentor, Sr. Mauri da Silva Teixeira, “in 

memoriam”. 

113

114

REFERÊNCIAS 

CARLI, Edmond M. Materiais: Tecnologia da fabricação mecânica. Rio de Janeiro: 

SENAI-RJ, 1973. 

CEZAR, Cleomar Guaragni; SANTOS, José Antonio dos; OLIVEIRA, Luis Carlos. 

Prevenção de Acidentes para Componentes de CIPA. 3.ed. Porto Alegre: SENAI-RS, 

2002. 

CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia mecânica: Processos de fabricação e tratamento. 

2. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1986, v. II. 

______. Aços e ferros fundidos. 5. ed. São Paulo: Associação Brasileira dos Metais, 

1982. 

COSTA E SILVA, André Luís da; MEI, Paulo Roberto. Tecnologia dos aços. Campinas: 

UNICAMP, 1981. 

COUTINHO, Carlos Bottrel. Materiais metálicos para Engenharia. Belo Horizontente: 

Fundação Cristiano Ottoni, 1992. 

MATERIAIS. São Paulo: Globo, 1995. (Coleção Telecurso 2000; Curso 

profissionalizante – Mecânica). 

PROVENZA, Francesco. Materiais para construção mecânica. São Paulo: PROTEC, 

1994. 

SENAI-MG. Prevenção de Acidentes para Componentes de CIPA. 2.ed. Belo 

Horizonte, 1991. 

SENAI-SP. Tratamento térmico: Supervisor de 1ª Linha. São Paulo, s.d. 

TRATAMENTO térmico. São Paulo: Globo, 1996. (Coleção Telecurso 2000; Curso 

profissionalizante – Mecânica). 

115

116

GLOSSÁRIO 

ABNT 

Abrasão 

Aços 

efervescentes 

AISI 

Alongamento 

Alotropia 

ASM 

Austenita 

Beneficiamento 

Calaminagem 

Caldeamento 

Cementação 

Cementita 

Cianetação 

Cisalhamento 

Coalescimento 

Compressão 

Associação Brasileira de Normas Técnicas 

Desgaste por ação mecânica de substâncias rugosas e duras capazes de 

arrancar, por fricção, partículas de outros corpos. 

Aços que não foram desoxidados com a adição de Si. 

American Iron and Steel Institute 

Aumento de comprimento em conseqüência da tração. 

Fenômeno químico que traduz a possibilidade de alguns elementos 

químicos cristalizarem em mais de um sistema e terem, por isso, 

diferentes propriedades físicas. 

American Society for Metals 

Solução sólida de C em Fe ϒ. 

Tratamento térmico composto de têmpera e revenimento. 

Ação de recobrir-se de óxido de ferro. 

Processo usado para unir duas peças metálicas a quente, comprimindo as 

superfícies a unir, uma contra a outra, com auxílio de prensa ou de 

martelamento enérgico. A temperatura deve ser alta sem, contudo, atingir 

o início da fusão de qualquer das partes. 

Tratamento termoquímico que visa introduzir carbono na superfície do aço 

para torná-lo mais duro. 

Carbono combinado Fe3 C que entra nas ligas de Fe. 

Tratamento termoquímico que tende a introduzir carbono e nitrogênio na 

superfície do aço com o fim de aumentar-lhe a dureza. 

Solicitação simples que tende a cortar um corpo. 

Quando a temperatura de revenimento se aproxima muito da zona crítica 

e permanente muitas horas em sua vizinhança, as pequenas partículas de 

cementita se agrupam em partículas maiores, formando glóbulos 

facilmente visíveis ao microscópio. Diz-se, então, que a cementita está 

coalescida ou esferoidizada. 

Solicitação simples que tende a achatar (encurtar um corpo). 

117

Coquilha 

Corrosão 

Deformação 

elástica 

Deformação 

plástica ou 

permanente 

DIN 

Dureza 

Ductilidade 

Elasticidade 

Eletroerosão 

Escoamento 

Estampagem 

Eutético 

Extrusão 

Fadiga 

Ferrita 

Ferro ∝ 

Ferro ϒ 

Ferro δ 

Ferro eletrolítico 

Flexão 

Fluência 

Forjabilidade 

Fragilidade 

Fundição 

Fusibilidade 

Grafita 

118 

Molde metálico 

Destruição por ação química 

É a deformação que desaparece com o cessar da força solicitante. Pela lei 

de Hooke, é proporcional à solicitação. 

É a deformação que permanece também depois de ter cessado a atuação 

da força solicitante. 

Deutsche Industrie Normung 

Resistência ao desgaste, à penetração, à riscagem. Para os metais é 

muito usada a dureza Brinell: HB (Brinell hardness) 

Capacidade de sofrer deformações plásticas. 

Capacidade de deformações temporárias, proporcionais aos esforços 

aplicados. 

Destruição por ação de faíscas elétricas. 

Deformação plástica sem ulterior acréscimo de força, de materiais já 

carregados. 

Conformação de produto de chapa, por meio de prensagem. 

Liga de menor ponto de fusão. 

Conformação de produto por expulsão (compressão) de material através 

de frestas. 

Diminuição gradual da resistência de um material por efeito de solicitações 

repetidas. 

Solução sólida de C em Fe∝ 

Formas alotrópicas do ferro 

Ferro obtido por deposição catódica do ferro existente em certos 

eletrólitos. 

Solicitação simples que tende a curvar um corpo. 

Deformação lenta que ocorre em metal que fica sob carga constante por 

longo tempo. 

Propriedade de se deixar conformar a quente, no estado pastoso, por 

meio de prensagem ou martelamento. 

Incapacidade de resistir a choques. 

Conformação de produto por solidificação em moldes de material 

previamente derretido. 

Que funde facilmente. 

Carbono puro C que entra nas ligas de Fe.

Gusa 

Laminação 

Lederburita 

Liga 

Maleabilidade 

Martensita 

Metalização 

Nitretação 


Perlita 

Plasticidade 

Recozimento 

Refino 

Repuxo 

Resiliência 

Resistência 

Revenimento 

SAE 

Salmoura 

Sinterização 

Soldabilidade 

Solução sólida 

Sorbita 

Têmpera 

Temperabilidade 

Ferro fundido bruto (de primeira fusão) escoado diretamente do alto forno. 

Conformação de produto por passagem de material quente entre cilindros. 

Solução sólida de Fe3 C (cementita) em Feϒ 

Mistura sólida de dois ou mais metais produzida por fusão. 

Capacidade de sofrer deformações plásticas em compressão, sem se 

romper. Capacidade de se deixar transformar em lâminas. 

Textura do aço, com aspecto aciculado (agulhado). Obtém-se com 

têmpera com resfriamento rapidíssimo. 

Recobrimento com camada de outro metal depositado por meio de jato. 

Tratamento termoquímico que visa introduzir nitrogênio na superfície do 

aço para torná-lo mais duro. 

Recozimento com esfriamento ao ar. Visa uniformizar e refinar a 

granulação grosseira das peças fundidas, laminadas ou forjadas. 

Solução sólida Fe3 C (cementita) em Fe∝ 

Propriedade de se deixar deformar ou moldar. 

Tratamento térmico que consiste em aquecer o material a temperatura 

superior à zona crítica e deixá-lo esfriar lentamente no próprio forno, com 

o intuito de eliminar as tensões internas e o efeito de têmpera. 

Série de operações físico-químicas para obter certas qualidades próprias 

para o uso. 

Operação de conformação de corpos cava a partir de chapa plana. 

Capacidade de suportar cargas dinâmicas (choques). 

Capacidade de suportar cargas estáticas (forças aplicadas lenta e 

gradualmente). 

Tratamento térmico que consiste em aquecer o material temperado a 

temperatura inferior à zona crítica e deixá-lo esfriar lentamente, com o 

intuito de atenuar no efeito de têmpera. 

Society of Automotive Engineers 

Solução de água e sal. 

Conformação de produto por agregação de pó metálico convenientemente 

comprimido e aquecido à temperatura elevada. 

Capacidade de se deixar soldar. 

Liga homogênea de duas ou mais substâncias que em certas proporções 

se misturam completamente no estado sólido. 

Textura do aço com os cristaizinhos de cementita (Fe3 C) uniformemente 

distribuídos. Obtém-se aquecendo e resfriando a martensita. 

Tratamento térmico que consiste no aquecimento do material à 

temperatura superior à zona crítica, seguido por resfriamento rápido, com 

o intuito de aumentar-lhe a dureza e a tenacidade. 

É a propriedade dos aços e de outras ligas ferrosas, que determinam a 

profundidade e a distribuição da dureza produzida pela têmpera. É a 

capacidade de se deixar temperar. 

119

Tenacidade 

Tensão 

Teor 

Torção 

Tração 

Trefilação 

Usinabilidade 

Usinagem 

Zona crítica 

120 

Resistência a esforços mecânicos de deformação lenta (tração, 

compressão, torção, flexão...) 

Força por unidade de superfície. Quociente da intensidade de uma força 

pela área da superfície sobre a qual ela atua. 

Porcentagem, proporção de uma certa substância. 

Solicitação simples que tende a torcer um corpo, isto é, que tende a 

deslocar circularmente as camadas vizinhas umas em relação às outras. 

Solicitação simples que tende a alongar um corpo. 

Conformação de produto por passagem forçada (tração) de material frio 

através de fieiras de aço especial ou carboneto de tungstênio sinterizado. 

Durante esse processo, o material torna-se mais duro, mais resistente e 

menos ductil. 

Capacidade de se deixar "trabalhar" em máquinas operatrizes (torno, 

fresadora, plaina...) 

Conformação de produto por meio de arranque de cavacos em máquinas 

operatrizes (torno, plaina, fresadora...) 

Vide diagrama ferro-carbono – capítulo 5. 

Fonte: PROVENZA, Francesco. Materiais para construção mecânica.

TRATAMENTO TÉRMICO DOS AÇOS

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