A que tipos de tensões estão sujeitos os aços temperados e quais suas consequências?

Passo 1

Beleza, o exercício pergunta “A que tipos de tensões estão sujeitos os aços temperados e quais suas consequências?”.
Matéria: tratamento térmico de aços (têmpera e tempera) e tensões residuais.
O que vamos precisar:
  • Entender o que é têmpera e tempera (quenching + tempering).
  • Saber de onde vêm as tensões residuais no aço (transformação martensítica e variação de temperatura).
  • Relacionar cada tipo de tensão com o efeito prático no componente.

Passo 2

Primeiro, recapitula o que rola na têmpera. Você esquenta o aço pra formar austenita e resfria rápido pra martensita. A martensita ocupa mais volume que austenita, e isso gera esforços internos.
Teoria: toda mudança de fase com diferença de densidade gera tensões internas porque partes do material tentam expandir/contrair em velocidades diferentes.

Passo 3

Logo após a têmpera, aparecem dois tipos principais de tensões residuais:
  1. Tensões compressivas na camada superficial
  2. Tensões trativas (de tração) no núcleo (interior)
Por quê?
  • A superfície se transforma primeiro em martensita, quer expandir, mas o núcleo quente ainda “suporta” essa expansão. A superfície acaba ficando comprimida.
  • O núcleo, ao esfriar e se contrair depois, “puxa” a parte externa, gerando tensões de tração no seu interior.

Passo 4

Quais as consequências práticas disso?
  • Tensões compressivas na superfície aumentam a resistência à fadiga e à propagação de trincas superficiais (ufa!).
  • Tensões trativas no núcleo deixam o aço mais propenso a trincas internas e empenamentos, especialmente se a peça for grande ou tiver geometria complexa.
  • No processo de usinagem ou retífica, essas tensões podem se redistribuir e provocar empenamento ou trincas pós-usinagem.

Resposta

Após têmpera, os aços temperados ficam com tensões residuais compressivas na superfície e trativas no interior. Isso traz o benefício de maior resistência à fadiga (graças à compressão superficial), mas também risco de empenamento e trincas internas devido às tensões de tração no núcleo.

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