Tratamentos Térmicos dos Aços 2ª edição - Uma abordagem ao mundo dos tratamentos térmicos

IN MEMORIAM ANTÓNIO REBELO
NOTA DE ABERTURA
PREFÁCIO (À 1ª EDIÇÃO)
Prof. Carlos Alberto Silva Ribeiro

1. INTRODUÇÃO 
1.1. O ferro
1.2. Constituição da matéria
1.3. Solidificação dos metais
1.4. Estruturas cristalinas
1.5. Formas alotrópicas do ferro
1.6. Soluções sólidas intersticiais
1.7. Estrutura dos grãos
1.8. Difusão dos átomos

2. DIAGRAMAS DE EQUILÍBRIO OU DE FASES
2.1. Breve introdução aos diagramas de equilíbrio
2.2. Ligas ferro-carbono
2.2.1. Diagrama de equilíbrio das ligas ferro-carbono
2.2.2. Estudo de arrefecimento de uma liga com 0,4% de carbono

3. CONSTITUINTES MICROSCÓPICOS DOS AÇOS
3.1. Aços recozidos
3.1.1. Ferrite (ferro α) 
3.1.2. Cementite (Fe3C) 
3.1.3. Perlite
3.1.4. Austenite (ferro γ) 
3.2. Aços temperados
3.2.1. Austenite residual
3.2.2. Martensite
3.2.3. Bainite
3.2.4. Carbonetos
3.2.5. Trostite
3.2.6. Sorbite
3.2.7. Ledeburite

4. INFLUÊNCIA DE DIVERSOS FATORES NA TÊMPERA DOS AÇOS
4.1. Influência da composição química
4.1.1. Influência dos elementos de liga
4.1.2. Temperabilidade
4.1.2.1. Curvas em U
4.1.2.2. Procedimento de Grossmann
4.1.2.3. Ensaio Jominy
4.2. Influência do tamanho de grão
4.3. Influência da dimensão das peças
4.4. Influência do meio de arrefecimento

5. ALTERAÇÃO DE VOLUME E DEFORMAÇÃO DOS AÇOS NOS TRATAMENTOS TÉRMICOS
5.1. Alterações dimensionais
5.1.1. Mudanças de volume por dilatação e contração térmica
5.1.2. Mudança de volume devido à modificação dos constituintes
5.1.3. Variações na forma e dimensões das peças devido às deformações plásticas a quente e devido ao arrefecimento rápido das peças
5.2. Exemplos de deformações na têmpera dos aços
5.2.1. Arrefecimento em água em apenas uma zona de uma peça em aço com 30% de níquel
5.2.2. Arrefecimento em água de um redondo de 25 mm de aço austenítico com 30% de níquel
5.2.3. Têmpera em água de um redondo de 15 mm de aço de ferramenta ao carbono
5.2.4. Têmpera em água de um cubo de aço ao carbono com 0,90% de carbono
5.2.5. Têmpera de anéis de aço por jato de água pelo interior
5.2.5.1. No caso de um aço austenítico com 30% de níquel

6. TRATAMENTO TÉRMICO DOS AÇOS
6.1. Noções de base
6.1.1. Transformação isotérmica da austenite 
6.1.2. Transformação em arrefecimento contínuo da austenite
6.1.3. Prática de tratamentos térmicos
6.1.3.1. Posicionamento da carga no forno
6.1.3.2. Temperatura de enfornamento
6.1.3.3. Taxa de aquecimento, temperatura e duração do estágio
6.1.3.4. Lei de arrefecimento
6.1.3.5. Uniformidade de temperaturas
6.2. Tratamento térmico de têmpera
6.2.1. A execução do tratamento térmico de têmpera
6.2.2. Meios de arrefecimento
6.2.2.1. Algumas características dos principais meios de arrefecimento
6.2.2.2. Técnicas de têmpera
6.3. Tratamento térmico de revenido
6.3.1. Etapas de revenido
6.3.1.1. Primeira etapa – entre os 80 °C e 200 °C
6.3.1.2. Segunda etapa – entre os 200 º e 300 °C
6.3.1.3. Terceira etapa – entre os 300 °C e 400 °C
6.3.1.4. Quarta etapa – entre os 400 °C e A1
6.3.1.5. Quinta etapa para os aços ligados – endurecimento secundário
6.3.2. Influência da temperatura e tempo de revenido
6.3.3. Fragilização por revenido
6.3.3.1. Fragilização ao azul (260 a 370 °C)
6.3.3.2. Fragilização Krupp (400 a 570 °C)
6.3.3.3. Fragilização dos aços rápidos (500 a 570 °C)
6.4. Tratamento térmico de recozimento
6.4.1. Recozimento de homogeneização
6.4.2. Recozimento de amaciamento
6.4.2.1. Recozimento de amaciamento sem austenitização
6.4.2.2. Recozimento de amaciamento com austenitização 
6.4.3. Recozimento de recristalização
6.4.4. Recozimento de redução de tensões residuais
6.5. Tratamento térmico de normalização

7. TRATAMENTOS SUPERFICIAIS DOS AÇOS
7.1. Tratamento térmico de têmpera por indução
7.1.1. Aços próprios para têmpera por indução
7.1.2. Vantagens e limitações do endurecimento superficial por indução 
7.1.3. Indutores 
7.1.4. Problemas práticos no processo de têmpera por indução
7.2. Tratamentos termoquímicos dos aços
7.2.1. Atmosferas
7.2.2. Cementação
7.2.2.1. Cementação a baixa pressão e cementação iónica
7.2.2.2. Aços de cementação
7.2.3. Nitruração
7.2.3.1. Nitruração iónica
7.2.3.2. Aços próprios para nitrurar
7.2.3.3. Vantagens e limitações da nitruração
7.2.4. Nitrocarburação
7.2.4.1. Comparação entre nitrocarburação e nitruração 
7.2.5. Carbonitruração 
7.2.6. Determinação de capas

8. CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS
8.1. Classificação quanto à composição química
8.2. Classificação quanto ao teor em carbono 
8.2.1. Teor em carbono relativamente ao eutectoide
8.2.2. Teor real em carbono
8.3. Classificação quanto ao grau de desoxidação
8.4. Classificação quanto ao modo de processamento
8.5. Classificação quanto à sua constituição estrutural
8.5.1. Ferríticos 
8.5.2. Perlíticos 
8.5.3. Austeníticos
8.5.3.1. Austeníticos estáveis
8.5.3.2. Austeníticos instáveis
8.5.4. Martensíticos 
8.5.5. Ledeburíticos 
8.6. Classificação quanto à sua aplicação
8.6.1. Aços para construção
8.6.2. Aços para ferramentas
8.6.3. Aços especiais
8.7. Classificação quanto à sua dureza no estado recozido
8.8. Designação normalizada dos aços 
8.8.1. Sistema americano (AISI-SAE) 
8.8.2. Sistema alemão (DIN) 
8.8.2.1. Sistema de abreviatura DIN 
8.8.3. Sistema francês (AFNOR – NF)
8.8.3.1. Aços não ligados
8.8.3.2. Aços não ligados especiais
8.8.3.3. Aços não ligados finos
8.8.3.4. Aços fracamente ligados
8.8.3.5. Aços fortemente ligados
8.8.4. Sistema europeu/português (EN)

9. DESIGNAÇÃO CONVENCIONAL DAS CARACTERÍSTICAS E TRATAMENTOS PARA METAIS FERROSOS

10. TRATAMENTOS TÉRMICOS DE SOLDADURAS
10.1. A soldadura e os seus efeitos
10.1.1. A soldadura dos aços – aspetos metalúrgicos
10.2. Tipos de tratamento térmico associados4
10.2.1. Pré-aquecimento
10.2.2. Pós-aquecimento
10.2.3. Tratamento térmico após soldadura (PWHT) / Alívio de tensões
10.3. Equipamento e procedimentos
10.4. Tratamento por resistências elétricas
10.5. Isolamento
10.6. Tratamento por combustão (gás) e por indução
10.6.1. Tratamento térmico com recurso à tecnologia de combustão (gás)
10.6.2. Tratamento térmico com recurso à tecnologia de indução
10.7. Ciclo de tratamento térmico e referenciais normativos

11. MEDIÇÃO E CONTROLO DE TEMPERATURAS
11.1. Termopares 
11.1.1. Tubos de proteção
11.1.2. Calibração de termopares

12. CONTROLO DE QUALIDADE NOS TRATAMENTOS TÉRMICOS 
12.1. Introdução ao conceito de qualidade
12.2. A qualidade nos tratamentos térmicos
12.2.1. Requisitos base
12.2.2. Recursos humanos
12.2.3. Inspeção
12.2.4. Equipamento para a realização dos tratamentos térmicos
12.2.5. Estudo e medição da uniformidade da temperatura dos fornos de tratamento térmico 
12.2.6. Controlo de registos e documentos
12.2.7. Atividade de tratamentos térmicos
12.2.8. O procedimento e especificação de tratamento térmico
12.2.9. Instruções de trabalho
12.2.10. Número de pontos de medição
12.2.11. Regras gerais para o tratamento térmico localizado (PWHT) de soldaduras em tubagem7
12.2.12. Registos de tratamento térmico
12.2.13. Não conformidades e ações corretivas
12.2.14. Registos da qualidade

13. ALUSÕES GERAIS À IMPORTÂNCIA DA QUALIDADE NOS PROCESSOS DE TRATAMENTO 

POSFÁCIO (À 2ª EDIÇÃO)
Eng. António Paulo Duarte

ANEXOS
BIBLIOGRAFIA
ÍNDICE DE FIGURAS
ÍNDICE DE TABELAS 
ÍNDICE REMISSIVO

Jorge Alexandre Pinheiro da Silva
Nasceu em 1978. É Engenheiro Metalúrgico e de Materiais, licenciado pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Mestre em Metalurgia pela mesma faculdade, e atualmente doutorando pela Universidade do Minho. Frequentou diversas formações em tratamentos térmicos em Portugal, Espanha, Alemanha e Estados Unidos da América. Desde 2004, desempenha funções na empresa Traterme - Tratamentos Térmicos, Lda., como responsável técnico e diretor de operações.
Cumulativamente, é sócio fundador da NDTEAM – empresa especializada em ensaios não destrutivos – e desenvolve diversas atividades de consultoria e formação para empresas de diferentes setores da metalomecânica. Foi co-responsável pela criação da especialização de metalurgia na Ordem dos Engenheiros e é coordenador do Colégio de Materiais da Região Norte da mesma Ordem, onde também já desempenhou o cargo de vogal. Além disso, é professor no ISAG, no MBA Executivo. Orador em diversos seminários e conferências, foi membro organizador da 1ª Conferência de Tratamentos Térmicos realizada em Portugal (2012). É autor e coautor de várias publicações em revistas da especialidade em Portugal e Espanha.
É Membro Sénior da Ordem dos Engenheiros e membro do painel de examinadores do Instituto de Soldadura e Qualidade. É também Membro da International Association of Engineers. Pertence a diversas associações de referência na área, como a Heat Treating Society, AWT, A3TS, entre outras.