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Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos 1 .1 - AL Í VI O D E T E N S ÕE S (S T R E S S R E L I E VI N G) “Alivio de T ens ões ” ou “Envelhecimento” das peças de fer r o fundido foi, dur ante muito tempo, ex ecutado de modo natur al, ou s ej a, as peças fundidas er am deix adas ao r elento dur ante mes es , par a depois s er em us inadas e pos tas em s er viço. Acr editava- s e, com is s o, que as tens ões inter nas er am eliminadas . Contudo, es tudos mos tr ar am que apenas 10% das tens ões er am aliviadas por “envelhecimento natur al” e os r is cos de empenamento, após as peças montadas nos r es pectivos equipamentos , continuavam. A técnica moder na cons is te em aplicar o pr oces s o de “envelhecimento ar tificial” que é o ver dadeir o tr atamento de alívio de tens ões : as peças s ão aquecidas a temper atur as elevadas , por ém abaix o da temper atur a de tr ans for mação (par a evitar mudanças es tr utur ais ), dur ante tempo deter minado. Nor malmente s ão r ecomendados 24 minutos mais 24 minutos por centímetr o de s eção. A maior plas ticidade que o metal adquir e às temper atur as mais elevadas , ou s ej a, a maior “fluência” é o fator es s encial par a que as tens ões s ej am aliviadas . As figur as 1 e 2 mos tr am os efeitos da temper atur a e do tempo s obr e a quantidade de tens ões aliviadas . Fig. 1- Efeito da temperatura sobre o total de tensões aliviadas em ferro fundido Fig. 2- Efeito do tempo e da temperatura sobre o total de tensões aliviadas em ferro fundido Ambas as figur as mos tr am que a temper atur a ideal s itua- s e entr e 550º C e 650º C. Às temper atur as mais elevadas , bas ta manter - s e as peças dur ante uma hor a par a ter - s e cer ca de 80% das tens ões aliviadas , s em que ocor r a qualquer tr ans for mação es tr utur al. Par a quas e total eliminação das tens ões inter nas , tempos bem mais longos podem s er neces s ár ios , var iando de 10 a 48 hor as . 1 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos Os fer r os fundidos ligados , com baix o teor em ligas (Mo, Cr , Ni, V) ex igem temper atur as mais altas , pois es s es elementos tendem a aumentar a r es is tência à fluência dos fer r os fundidos . A tabela 1 mos tr a as faix as de temper atur as mais r ecomendadas par a alívio de tens ões de peças de fer r o fundido. T abela 1 - Faix as de temper atur as r ecomendadas par a alívio de tens ões de peças de fer r os fundidos T ipo de f er r o f u n dido T em per at u r a par a alívio de t en s ões S em elementos de liga 510 – 565º C De baix o teor de liga 565 – 595º C De alto teor de liga 595 – 650º C Na oper ação de alívio de tens ões de peças de fer r o fundido, alguns cuidados devem s er tomados : A temper atur a do for no, ao s er em as peças car r egadas , não deve s er s uper ior es a 200º C, de modo a evitar - s e choque tér mico; Embor a as temper atur as empr egadas não s ej am muito elevadas , é r ecomendável que o r es fr iamento pos ter ior ao aquecimento s ej a muito lento (no inter ior do pr ópr io for no) no máx imo 50º C / hor a, até cer ca de 300º C ou, s e as peças for e m de for ma complex a, até cer ca de 100º C, quando então elas poder ão s er r es fr iadas livr emente ao ar . Com is s o, evita- s e o s ur gimento de novas tens ões , ocas ionadas por um r es fr iamento mais r ápido. 1 .2 - R E COZ I ME N T O ( AN N E AL I N G) T r atamento r ecomendado quando s e des ej a obter as máx imas us inabilidade e ductilidade, ainda que com s acr ifício da r es is tência mecânica. Res ulta uma micr oes tr utur a compos ta de gr afita e fer r ita. Es te tr atamento tér mico cons is te na elevação da temper atur a tr ans for mação ( ≅ 723º C ), quando j á acor r e alter ação es tr utur al. temper atur a de aus tenitiz ação deve s er de 24 minutos mais 24 s eção. O r es fr iamento deve s er lento, não s uper ior a 100º C tr ans for mação, ou s ej a, entr e 790º C e 680º C. acima da linha infer ior de O tempo de per manência na minutos por centímetr o de / hor a dur ante a faix a de O r ecoz imento a temper atur as mais baix as – entr e 700 a 760º C – é chamado “r ecoz imento de fer r itiz ação”, ou s ej a, nele s e vis a à tr ans for mação per lita em fer r ita, de modo a melhor ar a ductilidade e a us inabilidade. Aplica- s e a fer r os fundidos comuns , ou com baix os teor es de elementos de liga. 2 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos O r ecoz imento a temper atur as inter mediár ias – entr e 780 a 900º C– é chamado de “r ecoz imento pleno ou completo”. O obj etivo é o mes mo do r ecoz imento de fer r itiz ação, por ém é aplicado em fer r os fundidos com elevados teor es de elementos de liga. O r ecoz imento a temper atur as mais altas – entr e 900 a 950º C – é chamado de “r ecoz imento gr afitiz ante”, ou s ej a, nele s e vis a à tr ans for mação de car bonetos maciços em gr afita e matr iz fer r ítica. A figur a 3 mos tr a os ciclos de r ecoz imento par a fer r os fundidos (cur vas B , B 1 e C), em compar ação com o tr atamento de alívio de tens ões (cur va A) Fig. 3- Ciclos de recozimento recomendados para ferro fundido Fig. 3 – Ciclos de recozimento recomendados para ferro fundido 3 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos A tabela 2 indica as pr áticas r ecomendadas par a r ecoz imento de peças de fer r o fundido, com por menor es s obr e os tempos , às temper atur as e velocidades de r es fr iamento. T abela 2 - Pr áticas r ecomendadas par a r ecoz imento de peças de fer r o fundido T ipo de r ecoz im en t o B aix a temper atur a (fer r itiz ação) Média temper atur a (pleno) Alta temper atur a (gr afitiz ação) Obj et ivos T em per at u r a ( º C) Par a conver s ão de per lita em fer r ita em mater iais não ligados , de modo a obter - s e a máx ima us inabilidade e ductilidade. Par a conver s ão de per lita em fer r ita em mater iais que não r eagem ao tr atamento a baix a temper atur a. Par a eliminação de pequenas quantidades de car bonetos bem dis per s os em mater iais não ligados . Par a eliminação de car bonetos maciços e conver s ão de per lita em fer r ita T em po ( m in u t os ) Velocidade de R es f r iam en t o 24 minutos + 24 minutos por centímetr o de s eção tr ans ver s al No for no (100º C / h) até 300º C. Em s eguida r etir ar do for no e r es fr iar ao ar nor mal. 700 a 760 815 a 900 900 a 950 1 .3 - N OR MAL I Z AÇÃO ( N OR MAL I Z I N G) A nor maliz ação dos fer r os fundidos vis a obter uma matr iz homogênea, com eliminação dos car bonetos maciços , es s encialmente per lítica, de gr anulação fina e pr opr iedades cor r es pondentes a uma maior r es is tência mecânica, aliada a boa tenacidade. O efeito da nor maliz ação é mais notável no cas o de fer r os fundidos ligados . Es te tr atamento, na etapa de aquecimento, é idêntico ao r ecoz imento, ou s ej a, a temper atur a é s uper ior à de tr ans for mação – entr e 870 e 950 º C – e o tempo de per manência deve s er no mínimo de 24 minutos + 24 minutos por centímetr o de s eção tr ans ver s al da peça, s eguindo- s e de r es fr iamento ao ar ou for çado, dependendo da es pes s ur a da peça. A velocidade de r es fr iamento deve s er tal que evite o início da fer r itiz ação em tor no das gr afitas , mas não deve s er tão r ápida que pos s ibilite a for mação de bainita ou mar tens ita. 4 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos Como r egr a empír ica, r ecomenda- s e que s e deve es fr iar de 770 a 700º C em um es paço de tempo de 1 a 5 minutos , ou s ej a, algo em tor no de 1400º C / h. A figur a 4 apr es enta, de for ma es quemática, os diver s os ciclos de aquecimento e r es fr iamento empr egados par a os tr atamentos de alivio de tens ões , r ecoz imento e nor maliz ação de fer r os fundidos . Fig. 4 – Repr es entação es quemática dos ciclos de alívio de tens ões , r ecozimento e nor malização dos fer r os fundidos A tabela 3 indica as pr áticas r ecomendadas par a nor maliz ação de peças de fer r o fundido, com por menor es s obr e os tempos , às temper atur as e velocidades de r es fr iamento. T abela 3 - Pr áticas r ecomendadas par a nor maliz ação de peças de fer r o fundido T ipo de T r at am en t o Obj et ivos Nor maliz ação Par a eliminação de car bonetos maciços com r etenção da per lita par a gar antir r es is tência mecânica e dur ez a T em per at u r a ( º C) T em po ( m in u t os ) Velocidade de R es f r iam en t o 870 a 950 24 minutos a 70 minutos + 24 minutos por centímetr o de s eção tr ans ver s al No ar nor mal ou for çado até 480º C. 5 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos 1 .4 - T Ê MP E R A E R E VE N I D O ( H AR D E N I N G AN D T E MP E R I N G) A es tr utur a do fer r o fundido é muito s emelhante à dos aços , a não s er pela pr es ença de car bono livr e na for ma gr afita, que quebr a a continuidade da matr iz e confer e ao mater ial melhor us inabilidade. O fato de a matr iz es tr utur al s er s emelhante dos aços confer e ainda aos fer r os fundidos car acter ís ticas de endur ecimento por têmper a, contudo, nos fer r os fundidos , os teor es de s ilício e car bono s ão mais altos , neces s itando de temper atur as de aus tenitiz ação mais elevadas , bem como tempos mais longos , par a que haj a dis s olução do car bono na aus tenita. Algumas obs er vações podem s er feitas nes s e s entido: 1) Fer r os fundidos de es tr utur a inteir amente per lítica r eagem melhor à têmper a do que os com es tr utur a fer r ítica; neles , em tempo mais cur to a uma cer ta temper atur a de aquecimento, cons egue- s e uma es tr utur a aus tenítica, a qual, ao s er r es fr iada em óleo, por ex emplo, r es ulta em uma es tr utur a final de maior dur ez a; 2) O fer r o fundido com matr iz fer r ítica, par a boa r eação à têmper a, ex ige tempo mais longo à temper atur a, par a per mitir a dis s olução do car bono livr e (gr afita) na aus tenita; 3) Na pr ática, as peças de fer r o fundido a s er em temper adas , devem s er aus tenitiz adas a temper atur as 25º a 65º C acima da temper atur a s uper ior de tr ans formação, dur ante 8 a 24 minutos por centímetr o de es pes s ur a de s eção, dependendo de s ua compos ição e micr oes tr utur a inicial; 4) O aquecimento deve s er gr adual (cer ca de 100º C / h), atr avés da faix a mais baix a de temper atur a, de modo a minimiz ar as tens ões tér micas e a pos s ibilidade de fis s ur ação; 5) S e o aquecimento, em função do tipo de mater ial e do tipo de peça, tiver que s er pr olongado ou quando as s uper fícies tiver em que s er pr otegidas de ox idação e des car bonetação, r ecomenda- s e o empr ego de banhos de s al ou for nos com atmos fer a contr olada; 6) O r es fr iamento na têmper a é, em ger al, em óleo ou ar ; es te último é empr egado quando os fer r os fundidos for em altamente ligados ; não r ecomenda- s e a água como meio de r es fr iamento, por que ela é cons ider ada um meio muito dr ás tico par a os fer r os fundidos , podendo caus ar empenamento ou fis s ur ação. Contudo, o choque tér mico nes s e meio pode s er atenuado colocando- s e uma camada de óleo na s uper fície; 7) O meio deve s er bem agitado e, após o r es fr iamento, as peças devem s er imediatamente s ubmetidas à oper ação de r evenido; pr efer e- s e leva- las ao r evenido antes que tenham r es fr iado abaix o de 150º C. Em r es umo, o obj etivo da têmper a é aumentar a dur ez a e a r es is tência mecânica e, em cons eqüência, a r es is tência ao des gas te. Admite- s e que a têmper a aumenta a r es is tência ao des gas te de um fer r o fundido cinz ento per lítico em até 5 vez es . 6 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos O r evenido é levado a efeito a temper atur as de acor do com a dur ez a final des ej ada, dur ante tempos , os quais , por r az ões pr áticas s ão mantidos os mais cur tos pos s íveis . Contudo, peças de for mas complex as , com gr andes difer enças de es pes s ur a nas vár ias s eções não podem s er aquecidas muito r apidamente, de modo que, nes s es cas os , r ecomenda- s e mantê- las dur ante tempos mais longos a temper atur as mais baix as . A faix a de temper atur as var ia de 180º a 650º C O r es fr iamento, após o r evenido, deve s er lento, s obr etudo quando s e empr ega no aquecimento as temper atur as mais elevadas . Es s a técnica diminui as tens ões r es iduais em peças de for ma complex as . Ex emplos típicos de ciclos de têmper a e r evenido par a fer r os fundidos cinz entos es tão indicados na tabela 4. T abela 4 - Ciclos de têmper a e r evenido par a fer r os fundidos cinz entos Obj et ivo Máx ima dur ez a Ótima r es is tência e tenacidade T em per at u r a e t em po de au s t en it iz ação Pr é- aquecimento a 650º C; aquecimento a 870º C; 24 minutos por centímetr o de s eção R es f r iam en t o Até 120º C em óleo agitado Ciclo de r even ido 205º C, uma hor a; r es fr iamento em ar tr anqüilo 400º C, uma hor a; r es fr iamento em ar tr anqüilo A figur a 5 mos tr a a tendência de queda da dur ez a e o compor tamento da r es is tência à tr ação e ao choque em função da temper atur a de r evenido. Fig. 5 – Efeito da temperatura de revenido sobre as propriedades mecânicas de ferro fundido baixo Si temperado em óleo a partir de 870ºC. 7 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos Como s e vê, o r evenido melhor a a r es is tência à tr ação e a tenacidade na faix a de temper atur a entr e 200º a 400º /450º C. As pr opr iedades de fadiga não s ofr em apr eciáveis melhor a. Em fer r os fundidos nodular es , o tr atamento de têmper a e r evenido é lar gamente aplicado, r es ultando em ex celente r es is tência mecânica e dur ez a. A tabela 5 mos tr a os ciclos de têmper a e r evenido de fer r os fundidos nodular es . T abela 5 - Ciclos de têmper a e r evenido par a fer r os fundidos nodular es Obj et ivo T em per at u r a e t em po de au s t en it iz ação R es f r iam en t o Ciclo de r even ido 480º C, 2 hor as ; r es fr iamento no for no até 340º C; r es fr iamento ao ar . Em óleo agitado por 10 minutos 565º C, 2 hor as ; Par a obter o tipo r es fr iamento no for no 100- 70- 03 até 340º C; 900º C; 24 minutos por r es fr iamento ao ar . centímetr o de s eção Alter nativa par a o Res fr iamento ao ar até Ao ar tipo 100- 70- 03 340º C 650º C, 2 hor as ; Pr epar o do fer r o Em óleo agitado r es fr iamento no for no par a têmper a por 10 minutos até 340º C; s uper ficial r es fr iamento ao ar . Nota: A temper atur a do óleo deve s er contr olada na faix a de 40º a 65º C Par a obter o tipo 120- 90- 02 A figur a 6 mos tr a o efeito da temper atur a de aus tenitiz ação na dur ez a de fer r o fundido nodular no es tado temper ado. 8 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos Nota- s e que as máx imas dur ez as for am obtidas na faix a de temper atur a de aus tenitiz ação entr e 840º a 870º C, acima de 925º C, a dur ez a decr es ceu pela quantidade de aus tenita que r es ultou no mater ial. A figur a 7 mos tr a a influência da temper atur a de r evenido s obr e as pr opr iedades mecânicas de fer r o fundido nodular temper ado a 870º C e r evenido dur ante duas hor as . Os dados que per mitir am tr açar as cur vas da figur a for am obtidos em amos tr as de quatr o cor r idas que pr oduz ir am fer r o nodular dentr o da s eguinte faix a de compos ição: E lem en t o Car bono (C) S ilício (S i) Fós for o (P) Manganês (Mn) Níquel (Ni) Magnes io (Mg) 3,25 2,28 0,02 0,22 0,69 0,045 % a 3,68 a 2,53 a 0,04 a 0,41 a 0,99 a 0,065 Fig. 7 – Efeito da temperatura de revenido sobre as propriedades mecânicas de ferro fundido nodular temperado 9 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos 1 .5 - AU S T Ê MP E R A (AU S T E MP E R I N G) T r atamento is otér mico compos to de aquecimento até a temper atur a de aus tenitiz ação, per manência nes ta temper atur a até completa equaliz ação, r es fr iamento r ápido até a faix a de for mação da bainita, per manência nes ta temper atur a até completa tr ans for mação da aus tenita em bainita e r es fr iamento qualquer até a temper atur a ambiente. A aplicação des s e tr atamento, também denominado “têmper a a quente”, confer e aos fer r os fundidos nodular es (ADI ) uma ex celente combinação de pr opr iedades de r es is tência e ductilidade, per mitindo s ua aplicação onde tr adicionalmente s e us avam aços for j ados ou fundidos . O efeito dos elementos de liga é mais ou menos s emelhante ao que ocor r e nos aços e dependendo da temper atur a de tr ans for mação pode- s e obter : B ainita I nfer ior → Quando a temper atur a é pr óx ima à for mação inicial de mar tens ita (em tor no de 205 ° C). Nes s e cas o, os fer r os dúcteis apr es entam alta dur ez a, s uper ior a 400 HB e elevada r es is tência mecânica. T ais pr opr iedades s ão des ej áveis , por ex emplo, em engr enagens e outr as aplicações que ex igem r es is tência a altas tens ões de contato; B ainita S uper ior → Quando a tr ans for mação s e dá logo abaix o do cotovelo da cur va em C (em tor no de 400 ° C). Os fer r os fundidos nodular es aus temper ados nes s as condições apr es entam dur ez a entr e 260 e 350 HB . S ão dúcteis e tenaz es , com boa r es is tência à fadiga e ao des gas te. S ão r az oavelmente us ináveis e entr e as aplicações impor tantes podem- s e mencionar os vir abr equins . A tabela 6 mos tr a as clas s es de ADI clas s ificados confor me nor ma AS T M A 897. T ab. 6 – Clas s es de ADI – AS T M A 897 R es is t ên cia à T r ação R es is t ên cia ao E s coam en t o ( MP a) ( MP a) 1 850 550 10 100 269 - 321 2 1050 700 7 80 302 - 363 3 1200 850 4 60 341 - 444 4 1400 1100 1 35 366 - 447 5 1600 1300 NA NA 444 - 555 Clas s e Alon gam en t o (% ) R es is t ên cia ao I m pact o ( J) D u r ez a (HB) Nos fer r os nodular es , a r eação bainítica é mais lenta que nos aços , o que deve s er levado em conta ao r ealiz ar - s e a oper ação de aus têmper a. 10 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos Outr o fator impor tante é a temper atur a de aus tenitiz ação. Es ta es tá ger almente localiz ada entr e 815° a 925° C. Quanto mais alta a temper atur a, maior a s olução do car bono na aus tenita, o que pode pr ovocar , no final, maior quantidade de aus tenita r etida. Ocor r e também um cr es cimento de gr ão da aus tenita, a que aumenta a endur ecibilidade do mater ial. Fig. 8 – Diagrama esquemático de transformação isotérmica Para um ferro fundido Por outr o lado, a pr es ença de elementos de liga afeta o teor de car bono na aus tenita, pois eles influem na s olubilidade do car bono. S ilício, por ex emplo, r eduz a s olubilidade que, ao contr ár io, é aumentada pela pr es ença de manganês , cr omo e molibdênio. 11 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos 1 .6 – T Ê MP E R A S U P E R F I CI AL ( S U R F ACE H AR D E N I N G) A têmper a s uper ficial é uma técnica de endur ecimento utiliz ada em aços e fer r os fundidos que confer e ao mater ial tr atado uma alta dur ez a em toda a s ua s uper fície, ou, confor me s e cons ider e conveniente, em r egiões localiz adas . O obj etivo por tanto é de, em s e obtendo altas dur ez as , aumentar a r es is tência à abr as ão e, devido às tens ões r es iduais cr iadas pelo tr atamento tér mico, aumentar também a r es is tência à fadiga. Es te tr atamento tér mico encontr a aplicação em peças tais como, engr enagens , gir abr equins , eix o comando de válvula, cilindr o de laminação, s upor tes de mola, gar fos de tr ans mis s ão. Algumas das vantagens da têmper a s uper ficial s obr e a têmper a plena s ão as s eguintes : Equipamentos mais s imples , pos s ibilitando o tr atamento em peças dos mais diver s os tamanhos e geometr ias ; Pos s ibilidade de r ealiz ar o endur ecimento em r egiões localiz adas ; Menor cons umo de ener gia vis to que s omente par te da peça é aquecida; Menor es dis tor ções dimens ionais . Os pr oces s os de aquecimento mais comumente utiliz ados s ão os de aquecimento por chama e por indução, s endo também citados como alter nativa par a os pr oces s os convencionais o aquecimento por imer s ão em metal líquido e o aquecimento por las er e aquecimento s olar . O pr oces s o de têmper a s uper ficial cons is te no aquecimento de uma deter minada camada s uper ficial, que s er á s ubmetida a es for ços ou des gas te, em temper atur a s uficiente par a a obtenção de es tr utur a aus tenítica, s eguido de r es fr iamento br us co, nor malmente r ealiz ado em água, par a a tr ans for mação da camada aus tenítica em mar tens ita. A pr ofundidade da camada tr ans for mada pode var iar de 0,5 a 4,0 mm, dependendo da técnica empr egada, podendo atingir valor es de dur ez a da or dem de 60 HRC. A figur a 1 apr es enta as dis tr ibuições típicas de temper atur a e dur ez a em peça cilíndr ica endur ecida s uper ficialmente. Nota- s e que apenas uma pequena camada s uper ficial atinge temper atur a s uper ior a A3 (limite s uper ior da z ona cr ítica acima da qual a es tr utur a apr es enta- s e totalmente aus tenítica, podendo ainda conter car bonetos es táveis ) ex is tindo também uma r egião inter mediár ia que per manece dentr o da z ona cr ítica, onde coex is tem aus tenita + fer r ita + car bonetos , e uma z ona centr al onde não ocor r em tr ans for mações de fas e. 12 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos A pr es ença da camada mar tens ítica, além de confer ir alta dur ez a s uper ficial, ainda pr opor ciona tens ões r es iduais de compr es s ão na s uper fície do componente tr atado ter micamente. A ger ação des s as tens ões r es iduais deve- s e à tendência à ex pans ão volumétr ica que ocor r e quando da r eação mar tens ítica, e à r es tr ição ofer ecida pelo r es tante do mater ial não tr ans for mado. As tens ões de compr es s o dificultam a nucleação de tr incas na s uper fície tr atada, elevando s ignificativamente a r es is tência à fadiga. 1000 Temperatura A3 Temperatura A1 60 600 400 Distribuição de temperatura na peça 40 Dureza HRC Temperatura °C 800 HRC 20 200 0 0 Periferia Centro Periferia Fig. 1 – Perfil de temperatura antes da têmpera e distribuição de dureza na seção transversal de uma peça cilíndrica temperada superficialmente. 1 .6 .1 – I n f lu ên cia da Micr oes t r u t u r a Um dos r equis itos bás icos par a s e obter um endur ecimento s uper ficial s atis fatór io é que a es tr utur a, após o aquecimento, s ej a totalmente aus tenítica. 13 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos Como os pr oces s os de aquecimento s ão, em ger al, muito r ápidos , a r es pos ta dos fer r os fundidos ao tr atamento de têmper a s uper ficial depende bas tante da micr oes tr utur a anter ior à r ealiz ação des te tr atamento, vis to que o tempo de per manência acima da temper atur a de tr ans for mação par a s e obter es tr utur a totalmente aus tenítica é muito cur to. S endo a dur ez a da mar tens ita dependente do teor de car bono dis s olvido na aus tenita, confor me mos tr a a figur a 2, pr ocur a- s e ter na matr iz metálica, antes do tr atamento, a maior quantidade pos s ível de car bono combinado, ou s ej a, matr iz es per líticas , bainíticas ou mar tens ita r evenida. 900 800 Dureza ( HV ) 700 600 500 400 300 200 0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 % Carbono Fig. 2 – Efeito do teor de carbono na dureza da martensita. 1 .6 .2 – I n f lu ên cia da Com pos ição Qu ím ica Qualquer que s ej a o pr oces s o s elecionado par a têmper a s uper ficial de um componente, es per a- s e que par a deter minadas condições de aquecimento (tempo de aquecimento e temper atur a de aus tenitiz ação) uma camada s uper ficial es tej a completamente aus tenitiz ada, com car bono s uficiente em s olução s ólida par a, após r es fr iamento, obter - s e uma mar tens ita com a dur ez a es pecificada. Par a que s e obtenha uma camada s uper ficial totalmente mar tens ítica, a matr iz deve pos s uir uma deter minada temper abilidade, que, entr etanto, não pr ecis a s er tão elevada como nos mater iais 14 Tratamento Térmico dos Ferros Fundidos s ubmetidos à têmper a plena, uma vez que a velocidade de r es fr iamento é maior devido à ex tr ação de calor pelo mater ial não aquecido. Apes ar de não s er neces s ár io adicionar elementos de liga par a aumentar a temper abilidade, em alguns cas os eles s ão adicionados par a obter mais facilmente es tr utur a pr évia totalmente per lítica (S n, Cu, Ni, Cr ). Entr etanto, a pr es ença de elementos de liga pode r etar dar a aus tenitiz ação por elevar a z ona cr ítica, neces s itando- s e tempos mais longos de aquecimento. Além dis s o, dependendo do elemento de liga pr es ente, pode ocor r er es tabiliz ação da aus tenita após têmper a, e, cons equentemente, r edução nos valor es de dur ez a na s uper fície do componente tr atado ter micamente. Outr os elementos cuj a pr es ença deve s er contr olada em mater iais temper ados s uper ficialmente s ão o s ilício e o fós for o, o pr imeir o por es tabiliz ar a fer r ita e r eduz ir a s olubilidade do Car bono na aus tenita neces s itando- s e, por tanto, temper atur as mais elevadas par a aus tenitiz ação completa da matr iz , e o s egundo por for mar compos tos eutéticos de baix o ponto de fus ão que podem fundir no aquecimento. γ 15