Ficha 02 · Diagramas, tratamentos e ensaios
Exercício 1 · Estruturas do aço
Liga cada estrutura à sua descrição: Austenite, Martensite, Perlite, Cementite. Descrições: (i) muito dura e frágil obtida por têmpera; (ii) fase estável só a alta temperatura, ponto de partida dos tratamentos; (iii) carboneto de ferro, duro e frágil; (iv) mistura em lâminas de ferrite e cementite.
Resposta:
- Austenite → (ii) fase a alta temperatura, ponto de partida dos tratamentos.
- Martensite → (i) muito dura e frágil, obtida por têmpera.
- Cementite → (iii) carboneto de ferro (Fe₃C), duro e frágil.
- Perlite → (iv) mistura em lâminas de ferrite + cementite.
Exercício 2 · Diagrama TTT e velocidade de arrefecimento
Um mesmo aço é arrefecido de três formas: (a) muito devagar no forno, (b) ao ar, (c) mergulhado rapidamente em óleo. Que estrutura/dureza resulta em cada caso?
Resposta:
- (a) Muito devagar (forno) → perlite grosseira; material mole.
- (b) Ao ar → estrutura mais fina (normalização); dureza intermédia.
- (c) Rápido em óleo (têmpera) → martensite; muito duro (e frágil).
É esta relação velocidade → estrutura → propriedade que o diagrama TTT descreve, e que está na base dos tratamentos térmicos.
Exercício 3 · O par têmpera + revenido
Depois de temperada, uma peça fica dura mas demasiado frágil. Que tratamento se aplica a seguir e para quê? Porque não se deixa a peça só temperada?
Resposta:
Aplica-se o revenido: reaquece-se a peça temperada a uma temperatura moderada e arrefece-se. Isto reduz a fragilidade e devolve tenacidade, perdendo pouca dureza. Não se deixa só temperada porque, sendo demasiado frágil, poderia partir/estilhaçar em serviço sob choque. Têmpera + revenido é o par clássico para eixos, cambotas e molas.
Exercício 4 · Selecionar o tratamento
Para cada situação, indica o tratamento térmico mais adequado (têmpera, revenido, recozimento ou normalização): (a) amolecer uma peça para a poder maquinar; (b) endurecer um veio; (c) aliviar tensões depois de soldar; (d) obter grão fino e uniforme numa peça forjada.
Resposta:
- (a) Amolecer para maquinar → recozimento.
- (b) Endurecer um veio → têmpera (seguida de revenido).
- (c) Aliviar tensões após soldar → recozimento (de alívio de tensões).
- (d) Grão fino e uniforme numa peça forjada → normalização.
Exercício 5 · Casca dura, núcleo tenaz
Uma engrenagem precisa de dentes que resistam ao desgaste mas de um núcleo que aguente choques. Que tipo de tratamento resolve isto e como? Dá o nome de um tratamento termoquímico.
Resposta:
Resolve-se com um tratamento termoquímico (ex.: cementação — enriquecer a superfície em carbono — ou nitruração — difundir azoto), seguido de têmpera. A superfície fica dura e resistente ao desgaste, enquanto o núcleo se mantém tenaz para absorver os choques. Uma têmpera total endureceria também o núcleo, tornando-o frágil.
Exercício 6 · Ensaios oficinais e laboratoriais
Classifica cada ensaio como oficinal ou laboratorial e diz o que mede: ensaio da faísca, dureza Rockwell, ensaio de tração, íman.
Resposta:
- Ensaio da faísca — oficinal; identifica o tipo de aço pela forma/cor das faíscas no esmeril.
- Dureza Rockwell — laboratorial (normalizado); mede a dureza.
- Ensaio de tração — laboratorial; mede resistência, limite elástico e alongamento.
- Íman — oficinal; distingue metais ferrosos (magnéticos) de não ferrosos.
Exercício 7 · Ensaios não destrutivos
O que é um ensaio não destrutivo (END) e porque é tão útil na inspeção de uma cambota? Dá dois exemplos de END.
Resposta:
Um END avalia a peça sem a destruir nem inutilizar. É útil na cambota porque permite procurar fissuras de fadiga internas ou superficiais mantendo a peça utilizável (uma peça de segurança cara). Exemplos: líquidos penetrantes, partículas magnéticas, ultrassons, raios-X.
Exercício 8 · Segurança e especificação
(a) Indica dois EPI e uma medida de EPC ao fazer tratamentos térmicos ou maquinagem. (b) Uma peça está especificada como "SAE 1045, temperada e revenida, 28–32 HRC" — o que deves garantir ao substituí-la?
Resposta:
(a) EPI: óculos/viseira, luvas adequadas (calor/corte), máscara/respirador para fumos, calçado de segurança, proteção auditiva. EPC: ventilação/aspiração de fumos (também resguardos de máquina, sinalização, extintores).
(b) Garantir que a peça de substituição tem o mesmo material (aço ~0,45% C), o mesmo tratamento (temperada e revenida) e a mesma gama de dureza (28–32 HRC) — ou equivalente aprovado — confirmando com durómetro. Uma peça mais mole desgasta-se; mais dura pode partir.