{"id":20699,"date":"2026-10-03T07:54:29","date_gmt":"2026-10-02T23:54:29","guid":{"rendered":"https:\/\/aobosteel.com\/?page_id=20699"},"modified":"2026-10-16T01:06:38","modified_gmt":"2026-10-15T17:06:38","slug":"tool-steel-tempering-isothermal-transformation","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/aobosteel.com\/pt\/tool-steel-tempering-isothermal-transformation\/","title":{"rendered":"Revenimento e Transforma\u00e7\u00e3o Isot\u00e9rmica de A\u00e7os Ferramenta"},"content":{"rendered":"

Revenimento e Transforma\u00e7\u00e3o Isot\u00e9rmica de A\u00e7os Ferramenta<\/h1>\n\n\n\n

Dois patamares de temperatura diferentes decidem o resultado final de um a\u00e7o ferramenta, e as micrografias abaixo mostram ambos. O primeiro \u00e9 o revenimento que segue a t\u00eampera, onde a temperatura e o n\u00famero de revenimentos fixam a dureza, o tipo de carboneto e quanto de austenita retida resta. O segundo \u00e9 o patamar isot\u00e9rmico em banho de sal a uma temperatura acima do in\u00edcio da martensita, que produz perlita ou bainita em vez de martensita e \u00e9 a rota usada para graus resistentes ao choque como S7<\/a> e O1<\/a> quando o risco de distor\u00e7\u00e3o ou trinca precisa ser reduzido.<\/p>\n\n\n\n

Por que um a\u00e7o ferramenta \u00e9 revenido logo ap\u00f3s a t\u00eampera<\/h2>\n\n\n\n

Temperar um a\u00e7o ferramenta at\u00e9 martensita deixa a se\u00e7\u00e3o sob tens\u00e3o de transforma\u00e7\u00e3o muito alta, e o revenimento \u00e9 o que a alivia. Um a\u00e7o ferramenta deixado sem revenimento ap\u00f3s a t\u00eampera pode trincar, e o risco aumenta com a velocidade de resfriamento e com qualquer concentrador de tens\u00e3o na geometria. Os graus temper\u00e1veis ao ar est\u00e3o menos expostos a esse risco, porque o resfriamento lento que forma sua martensita tamb\u00e9m alivia parte da tens\u00e3o durante a descida, o que \u00e9 uma das raz\u00f5es pr\u00e1ticas para se escolher um grau temper\u00e1vel ao ar para uma matriz complexa.<\/p>\n\n\n\n

O que cada temperatura de revenimento faz<\/h2>\n\n\n\n

Grande parte da produ\u00e7\u00e3o de a\u00e7os ferramenta \u00e9 revenida entre 175 e 230 °C, e nessas temperaturas o revenimento pouco faz \u00e0 estrutura al\u00e9m de aliviar a tens\u00e3o de t\u00eampera. A dureza quase n\u00e3o se altera e a micrografia parece quase a mesma da condi\u00e7\u00e3o temperada, raz\u00e3o pela qual um revenimento baixo n\u00e3o \u00e9 a ferramenta para uma matriz que precisa manter a dureza a quente. A\u00e7os para trabalho a quente e a\u00e7os r\u00e1pidos s\u00e3o levados muito mais alto, porque seu teor de liga lhes permite resistir ao amolecimento, e nessas temperaturas o revenimento produz endurecimento secund\u00e1rio e altera a natureza do carboneto.<\/p>\n\n\n\n

O n\u00famero de revenimentos \u00e9 definido pelo n\u00edvel de liga. Os a\u00e7os ferramenta de liga mais baixa levam um \u00fanico revenimento, normalmente 2 h para cada 25 mm de espessura de se\u00e7\u00e3o. A\u00e7os de liga mais alta s\u00e3o geralmente revenidos duas vezes, e a\u00e7os r\u00e1pidos tr\u00eas vezes, porque os revenimentos repetidos s\u00e3o o que condiciona e estabiliza a estrutura. A s\u00e9rie abaixo \u00e9 o O1 em quatro temperaturas de revenimento, e o n\u00famero impresso com cada chapa \u00e9 a dureza obtida do mesmo corpo de prova.<\/p>\n\n\n\n

\"AISI
Fig. 69. O1 austenitizado a 800 °C, temperado em \u00f3leo e revenido a 200 °C (a), 315 °C (b), 425 °C (c) e 540 °C (d). A dureza cai de 60 para 43 HRC ao longo da s\u00e9rie enquanto a estrutura \u00f3ptica muda pouco. 4% picral, 500x.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

O revenimento a cerca de 540 °C produz apenas diferen\u00e7as sutis na estrutura como ela aparece ao microsc\u00f3pio \u00f3ptico. O que muda \u00e9 a velocidade com que o corpo de prova sofre ataque e a escurid\u00e3o da matriz. Uma mudan\u00e7a estrutural pronunciada exige um revenimento logo abaixo da temperatura cr\u00edtica inferior, e um revenimento t\u00e3o alto n\u00e3o tem uso pr\u00e1tico em uma ferramenta ou matriz, a n\u00e3o ser como recozimento.<\/p>\n\n\n\n

O quanto a dureza cai, e se cai, depende da classe \u00e0 qual o grau pertence, e as classes s\u00e3o apresentadas em um \u00fanico gr\u00e1fico.<\/p>\n\n\n\n

\"Four
Fig. 11.18. As quatro classes de resposta ao revenimento dos a\u00e7os-ferramenta, dureza em fun\u00e7\u00e3o da temperatura de revenimento. Classe 1, os graus de baixa liga e de a\u00e7o-carbono, amolece desde a primeira temperatura de revenimento. Classe 2, os graus de trabalho a frio de m\u00e9dia a alta liga, mant\u00e9m sua dureza porque a adi\u00e7\u00e3o de elementos de liga retarda a precipita\u00e7\u00e3o de carbonetos. Classe 3, os a\u00e7os r\u00e1pidos, apresenta um pico de endurecimento secund\u00e1rio em uma temperatura de revenimento elevada. Classe 4 mant\u00e9m uma dureza elevada ao longo de uma ampla faixa de revenimento antes de finalmente cair. Ler a classe de um grau nesse gr\u00e1fico \u00e9 o passo anterior \u00e0 escolha da temperatura de revenimento. Fonte: E. Essadiqi, Tool Steels, in Steel Heat Treatment: Metallurgy and Technologies (G.E. Totten, ed.), CRC Press, 2006, Fig. 11.18.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Mudan\u00e7as de carboneto que a microscopia \u00f3ptica n\u00e3o consegue mostrar<\/h2>\n\n\n\n

Onde est\u00e3o presentes elementos fortemente formadores de carbonetos, um revenimento a alta temperatura altera a composi\u00e7\u00e3o e o tipo de carboneto, e um microsc\u00f3pio \u00f3ptico n\u00e3o consegue v\u00ea-lo. O diagrama abaixo acompanha essa altera\u00e7\u00e3o num a\u00e7o martens\u00edtico com 12% de cr\u00f3mio, que \u00e9 mais fortemente ligado do que o tipo 420 e comporta-se da mesma forma que os a\u00e7os-ferramenta ao cr\u00f3mio. A baixas temperaturas de revenimento, o carboneto presente \u00e9 M3C. \u00c0 medida que a temperatura e o tempo aumentam<\/a> \u00e9 substitu\u00eddo por M7C3 e depois por M23C6, e M23C6 \u00e9 o \u00fanico que resta no topo do intervalo. Esse a\u00e7o tamb\u00e9m apresentava um elevado teor de azoto, e foram encontrados nitretos M2N no mesmo. Nos a\u00e7os r\u00e1pidos ao tungst\u00e9nio a mesma sequ\u00eancia prossegue mais longe, com um forte endurecimento secund\u00e1rio em torno de 600 °C, e o diagrama para esses dois a\u00e7os est\u00e1 no microestrutura do a\u00e7o ferramenta<\/a> p\u00e1gina.<\/p>\n\n\n\n

\"Time
Fig. 67. Diagrama de tempo e temperatura dos carbonetos presentes em dois a\u00e7os martens\u00edticos com 12% de cromo ap\u00f3s revenimento, baseado em mais de 30 tratamentos de revenimento entre 500 e 700 °C. M3C d\u00e1 lugar a M7C3 e depois a M23C6 \u00e0 medida que a temperatura e o tempo aumentam.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

As pr\u00f3prias mudan\u00e7as de carboneto est\u00e3o abaixo da resolu\u00e7\u00e3o do microsc\u00f3pio \u00f3ptico, por isso s\u00e3o acompanhadas no microsc\u00f3pio eletr\u00f4nico de transmiss\u00e3o. As duas micrografias abaixo s\u00e3o do mesmo a\u00e7o temperado, um revenido por 2 min a 300 °C e outro por 1 min a 600 °C.<\/p>\n\n\n\n

\"TEM
Fig. 2.11. Micrografias eletr\u00f4nicas de transmiss\u00e3o do a\u00e7o 300-M temperado e revenido. (a) Ap\u00f3s revenimento a 300 °C por 2 min, a cementita precipitou-se como placas finas dentro das ripas de martensita. (b) Ap\u00f3s revenimento a 600 °C por 1 min, o mesmo a\u00e7o apresenta carbonetos de liga finos. Ambas as caracter\u00edsticas est\u00e3o abaixo da resolu\u00e7\u00e3o do microsc\u00f3pio \u00f3ptico, raz\u00e3o pela qual a temperatura de revenimento \u00e9 definida a partir do a\u00e7o e de sua curva de dureza, em vez de ser julgada apenas por uma micrografia. Barras de escala de 0,5 µm. Fonte: S.S. Babu, Steel Heat Treatment: Metallurgy and Technologies (G.E. Totten, ed.), CRC Press, 2006, Fig. 2.11.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

O endurecimento secund\u00e1rio \u00e9 a raz\u00e3o pela qual um a\u00e7o r\u00e1pido \u00e9 revenido a quente em vez de suavemente, e cada um dos elementos formadores de carbonetos contribui para isso.<\/p>\n\n\n\n

\"Secondary
Fig. 11.19. Endurecimento secund\u00e1rio em a\u00e7os-ferramenta com van\u00e1dio: dureza em fun\u00e7\u00e3o da temperatura de revenimento para quatro combina\u00e7\u00f5es de carbono e van\u00e1dio, com uma curva calculada de 0,50 % de carbono como refer\u00eancia. O pico no lado direito do gr\u00e1fico n\u00e3o \u00e9 a estrutura temperada relaxando, \u00e9 o carboneto de van\u00e1dio precipitando durante o revenimento, e \u00e9 essa dispers\u00e3o que mant\u00e9m a dureza elevada nas temperaturas em que uma ferramenta de a\u00e7o r\u00e1pido corta. Fonte: E. Essadiqi, Tool Steels, in Steel Heat Treatment: Metallurgy and Technologies (G.E. Totten, ed.), CRC Press, 2006, Fig. 11.19.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

O tungst\u00eanio produz o mesmo pico a partir de um carboneto diferente, e seu tamanho depende de quanto tungst\u00eanio est\u00e1 em solu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

\"Secondary
Fig. 11.20. Endurecimento secund\u00e1rio em a\u00e7os-ferramenta com tungst\u00eanio: dureza em fun\u00e7\u00e3o da temperatura de revenimento para cinco combina\u00e7\u00f5es de carbono e tungst\u00eanio. O tungst\u00eanio precisa de uma adi\u00e7\u00e3o maior que o van\u00e1dio para atingir o mesmo pico, raz\u00e3o pela qual os graus r\u00e1pidos ao tungst\u00eanio cont\u00eam 12 a 18 % dele e os graus ao molibd\u00eanio cont\u00eam um quinto disso em molibd\u00eanio. Fonte: E. Essadiqi, Tool Steels, in Steel Heat Treatment: Metallurgy and Technologies (G.E. Totten, ed.), CRC Press, 2006, Fig. 11.20.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

O molibd\u00eanio \u00e9 o elemento sobre o qual a maioria dos graus de a\u00e7o-ferramenta \u00e9 constru\u00edda, e ele endurece no revenimento nos teores que esses graus cont\u00eam.<\/p>\n\n\n\n

\"Secondary
Fig. 11.21. Endurecimento secund\u00e1rio em a\u00e7os-ferramenta com molibd\u00eanio: dureza em fun\u00e7\u00e3o da temperatura de revenimento para cinco combina\u00e7\u00f5es de carbono e molibd\u00eanio, com a mesma curva de refer\u00eancia calculada de 0,50 % de carbono. O pico situa-se em uma temperatura de revenimento mais baixa que no caso do tungst\u00eanio, o que \u00e9 uma diferen\u00e7a pr\u00e1tica entre os graus r\u00e1pidos M e T. Fonte: E. Essadiqi, Tool Steels, in Steel Heat Treatment: Metallurgy and Technologies (G.E. Totten, ed.), CRC Press, 2006, Fig. 11.21.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

O cromo contribui para a mesma rea\u00e7\u00e3o, na maior adi\u00e7\u00e3o dos quatro formadores de carbonetos.<\/p>\n\n\n\n

\"Secondary
Fig. 11.22. Endurecimento secund\u00e1rio em a\u00e7os-ferramenta com cromo: dureza em fun\u00e7\u00e3o da temperatura de revenimento para quatro combina\u00e7\u00f5es de carbono e cromo. O carboneto de cromo precipita mais tarde e mais lentamente que o carboneto de van\u00e1dio, de modo que o pico neste gr\u00e1fico \u00e9 amplo e a dureza cai em ambos os lados dele. Fonte: E. Essadiqi, Tool Steels, in Steel Heat Treatment: Metallurgy and Technologies (G.E. Totten, ed.), CRC Press, 2006, Fig. 11.22.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Austenita retida que ficou na estrutura<\/h2>\n\n\n\n

Se austenita retida estiver presente em quantidade suficiente para ser vista ao microsc\u00f3pio \u00f3ptico, o a\u00e7o foi superaustenitizado. O revenimento n\u00e3o converter\u00e1 um alto n\u00edvel de austenita retida em martensita ou bainita a menos que a temperatura de revenimento seja suficientemente alta, e a austenita que permanece n\u00e3o \u00e9 est\u00e1vel o bastante para sobreviver ao choque que uma ferramenta sofre em servi\u00e7o. Quando ela se transforma em servi\u00e7o, a matriz ao redor \u00e9 dura demais e com ductilidade baixa demais para absorver a tens\u00e3o de transforma\u00e7\u00e3o e a ferramenta trinca. Essa \u00e9 a raz\u00e3o pela qual a temperatura de austenitiza\u00e7\u00e3o \u00e9 mantida no valor em que o gr\u00e3o \u00e9 fino, o que a s\u00e9rie de austenitiza\u00e7\u00e3o<\/a> neste site percorre grau por grau.<\/p>\n\n\n\n

O que uma t\u00eampera lenta demais deixa para tr\u00e1s<\/h2>\n\n\n\n

Uma estrutura que n\u00e3o \u00e9 totalmente martens\u00edtica \u00e9 o outro defeito que se verifica em uma micrografia de a\u00e7o ferramenta. Ela aparece quando a temperabilidade do grau n\u00e3o \u00e9 suficiente para o tamanho de se\u00e7\u00e3o e o meio de resfriamento escolhidos, e o resultado \u00e9 perlita ou bainita na estrutura e uma dureza abaixo do valor no desenho. Ferrita tamb\u00e9m pode estar presente nos poucos graus hipoeutetoides. Os graus temperados em salmoura e em \u00e1gua carregam um segundo risco na forma de pontos moles dentro da camada, causados pela tenaz que segura a pe\u00e7a, que resfria aquela \u00e1rea da superf\u00edcie mais lentamente, ou por agita\u00e7\u00e3o fraca demais para romper as bolsas de vapor formadas pela ebuli\u00e7\u00e3o localizada do meio de resfriamento.<\/p>\n\n\n\n

Um diagrama de resfriamento cont\u00ednuo conta a mesma hist\u00f3ria com curvas de resfriamento em vez de patamares, e \u00e9 o que corresponde a um resfriamento real. O diagrama abaixo cont\u00e9m os campos de ferrita, perlita, bainita e martensita de um a\u00e7o eutet\u00f3ide, com um conjunto de taxas de resfriamento tra\u00e7adas sobre eles.<\/p>\n\n\n\n

\"Continuous
Fig. 3.15. Diagrama de transforma\u00e7\u00e3o por resfriamento cont\u00ednuo (CCT) para um a\u00e7o carbono eutet\u00f3ide, com as linhas Ac3, Ac1 e Ms e os campos de ferrita (F), perlita (P), bainita (B) e martensita (M) marcados, e curvas de resfriamento para uma faixa de taxas tra\u00e7adas sobre ele. Uma taxa que passa pelos narizes de ferrita e perlita termina totalmente martens\u00edtica; uma curva mais lenta cruza os campos primeiro e deixa a ferrita ou perlita que aparece como uma dureza abaixo do desenho. O a\u00e7o do exemplo \u00e9 um a\u00e7o carbono eutet\u00f3ide comum, n\u00e3o um grau para ferramentas; os graus para ferramentas ficam mais \u00e0 direita porque seus elementos de liga empurram os narizes para fora. Fonte: A.V. Sverdlin e A.R. Ness, Fundamental Concepts in Steel Heat Treatment, em Steel Heat Treatment: Metallurgy and Technologies (G.E. Totten, ed.), CRC Press, 2006, Fig. 3.15.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Transforma\u00e7\u00e3o isot\u00e9rmica em banho de sal<\/h2>\n\n\n\n

Manter um a\u00e7o ferramenta a uma temperatura acima do in\u00edcio da martensita e deixar a transforma\u00e7\u00e3o terminar ali produz perlita ou bainita em vez de martensita, e a temperatura do patamar escolhe qual delas. As quatro chapas abaixo s\u00e3o de um grau resistente ao choque, S5, levado por essa rota em quatro temperaturas. Um patamar na faixa da perlita a 650 °C por 4 h d\u00e1 ferrita e perlita grosseira a 23 a 24 HRC, e o mesmo a\u00e7o mantido a 595 °C por 8 h d\u00e1 ferrita e perlita fina a 36 HRC. Abaixo do nariz da perlita o produto \u00e9 bainita, bainita superior a 540 °C onde o patamar foi interrompido antes de a transforma\u00e7\u00e3o terminar, e bainita inferior a 400 °C em 1 h, que \u00e9 a mais dura e tenaz das duas, a 37 a 38 HRC.<\/p>\n\n\n\n

As temperaturas naquele par\u00e1grafo v\u00eam de um diagrama de transforma\u00e7\u00e3o isot\u00e9rmica. O abaixo \u00e9 para um a\u00e7o carbono eutet\u00f3ide comum, mas a forma \u00e9 a que todo a\u00e7o ferramenta segue: um nariz de perlita no topo, uma ba\u00eda de bainita abaixo dele, e a linha de in\u00edcio de martensita na parte inferior. Leia uma temperatura de patamar nele e o produto segue.<\/p>\n\n\n\n

\"Isothermal
Fig. 3.13. Diagrama de transforma\u00e7\u00e3o isot\u00e9rmica (TTT) para um a\u00e7o eutetoide, com os percursos de um resfriamento em forno, um banho de chumbo fundido e um t\u00eampera em sais a 230 \u00b0C tra\u00e7ados sobre ele e as linhas de in\u00edcio e fim da transforma\u00e7\u00e3o marcadas. Acima do nariz perl\u00edtico uma perman\u00eancia d\u00e1 perlita; na ba\u00eda abaixo dele o produto \u00e9 bainita superior perto do topo da ba\u00eda e bainita inferior mais abaixo; abaixo da linha Ms \u00e9 martensita qualquer que seja a perman\u00eancia. As quatro placas de S5 acima s\u00e3o perman\u00eancias feitas nas faixas perl\u00edtica e bain\u00edtica deste mesmo diagrama. O a\u00e7o de exemplo \u00e9 um a\u00e7o eutetoide ao carbono, n\u00e3o um grau para ferramentas. Fonte: A.V. Sverdlin and A.R. Ness, Fundamental Concepts in Steel Heat Treatment, in Steel Heat Treatment: Metallurgy and Technologies (G.E. Totten, ed.), CRC Press, 2006, Fig. 3.13.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\n
\n
\"AISI
Fig. 75. S5 austenitizado e transformado isotermicamente a 650 °C por 4 h, depois resfriado ao ar, formando ferrita e perlita grosseira a 23 a 24 HRC. 4% picral, 1000x.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
\n
\"AISI
Fig. 76. S5 transformado isotermicamente a 595 °C por 8 h e resfriado ao ar, formando ferrita e perlita fina a 36 HRC. 4% picral, 1000x.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n<\/div>\n\n\n\n
\n
\n
\"AISI
Fig. 77. S5 parcialmente transformado a 540 °C por 8 h e depois temperado em \u00e1gua, formando bainita superior em escuro com a austenita restante transformada em martensita. 4% picral e 2% nital, 1000x.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
\n
\"AISI
Fig. 78. S5 transformado isotermicamente a 400 °C por 1 h e resfriado ao ar, formando bainita inferior a 37 a 38 HRC. 4% picral e 2% nital, 1000x.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n<\/div>\n\n\n\n

Os diagramas de transforma\u00e7\u00e3o por tr\u00e1s desses patamares est\u00e3o na microestrutura do a\u00e7o ferramenta<\/a> p\u00e1gina do S7, junto com o diagrama de resfriamento cont\u00ednuo que \u00e9 lido para uma t\u00eampera normal, e a dureza que cada grau mant\u00e9m ap\u00f3s o revenimento est\u00e1 na tabela de t\u00eampera<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Compilado do ASM Handbook, Volume 9, Metallography and Microstructures, artigo Metallographic Techniques for Tool Steels de George F. Vander Voort, ASM International, 2004 (se\u00e7\u00f5es de revenimento e transforma\u00e7\u00e3o isot\u00e9rmica, Fig. 67 e Fig. 69 a Fig. 78). Cada legenda foi lida da camada de texto pesquis\u00e1vel do arquivo e conferida com a chapa impressa, e cada chapa foi recortada do arquivo a 1,5 vez sua largura em pixels impressa. As chapas s\u00e3o um resumo de refer\u00eancia da pr\u00e1tica publicada e n\u00e3o uma especifica\u00e7\u00e3o da Aobo Steel, portanto confirme o cronograma de revenimento e a posi\u00e7\u00e3o de dureza com o certificado de ensaio do material antes de redigir uma folha de processo.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Tool Steel Tempering and Isothermal Transformation Two different temperature holds decide what a tool steel ends up as, and the micrographs below show both. The first is the temper that follows the quench, where the temperature and the number of tempers fix the hardness, the carbide type and how much retained austenite is left. The 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