Têmpera do aço

Com o teor de carbono e de elementos de liga, a calculadora estima as temperaturas críticas Ac1 e Ac3, a temperatura de têmpera recomendada e a dureza máxima do aço totalmente martensítico.

Como funciona o cálculo

As temperaturas críticas vêm das equações empíricas de K. W. Andrews (1965): Ac1 = 723 − 10,7·Mn − 16,9·Ni + 29,1·Si + 16,9·Cr e Ac3 = 910 − 203·√C − 15,2·Ni + 44,7·Si + 31,5·Mo, com os elementos em porcentagem em massa. Nesta forma da equação de Ac3, manganês e cromo não entram; silício e molibdênio elevam a temperatura e o níquel a reduz.

A temperatura de têmpera segue a regra clássica: aço hipoeutetoide (C < 0,8%), Ac3 + 30…50 °C (têmpera total); aço hipereutetoide, Ac1 + 30…50 °C (têmpera parcial), preservando carbonetos duros e evitando crescimento de grão.

A dureza máxima é o polinômio de Hodge e Orehoski (1946) para 100% de martensita, que depende só do carbono. Acima de cerca de 0,7% C ela quase não aumenta; por isso o cálculo limita o carbono nesse valor e o resultado não passa de uns 64,8 HRC.

Exemplo resolvido

O padrão é um aço tipo SAE 1045: C 0,45%, Mn 0,65%, Si 0,27%. Ac1 = 723 − 6,96 + 7,86 ≈ 724 °C; Ac3 = 910 − 203·√0,45 + 12,07 ≈ 786 °C. Têmpera a 816–836 °C e dureza máxima ≈ 58,6 HRC antes do revenimento. Um aço-ferramenta com 1,0% C (0,25% de Mn e Si) dá Ac1 ≈ 728 °C, têmpera a 758–778 °C e ≈ 64,8 HRC.

Pontos de atenção

• A dureza calculada pressupõe transformação total em martensita. Em seções grossas ou resfriamento lento o núcleo fica mais mole — confira a temperabilidade (ensaio Jominy) do seu aço.
• A calculadora não escolhe o meio de resfriamento: aços-carbono costumam ser temperados em água ou salmoura e aços-liga em óleo. Siga a ficha técnica do material.
• Logo após a têmpera o aço é frágil e tensionado: faça o revenimento sem demora; ele reduz a dureza conforme a temperatura.
• As equações de Andrews foram ajustadas para aços de baixa liga. Para aços-ferramenta altamente ligados, inoxidáveis ou rápidos, use os dados do fabricante.