Em todos os aços ferramentas, o tratamento térmico constitui talvez a mais importante fase de fabricação, pois é ele que irá determinar a estrutura e as propriedades finais, de acordo com as condições e as necessidades de serviço.
As temperaturas empregadas nos tratamentos térmicos dos aços para ferramentas e matrizes abrangem uma larga faixa, desde temperaturas subzero até temperaturas da ordem de 1.300°C.
As temperaturas mais elevadas tornam os aços mais suscetíveis de adquirirem granulação grosseira, a não ser que cuidados especiais sejam tomados. Os aços-carbono para ferramentas, principalmente com os mais elevados teores de carbono, são os mais difíceis de temperar, já que as velocidades de resfriamento devem ser altas para se evitar a formação de fases mais macias.
No que se refere ao resfriamento utiliza-se também nos aços para ferramentas e matrizes todos os meios comercialmente disponíveis de resfriamento, como salmoura, água, óleo banho de sal, ar, etc. Do mesmo modo, a temperatura do meio de resfriamento pode variar grandemente, desde as temperaturas dos meios mais drásticos como a água e salmoura até as temperaturas de banhos de sal, que podem atingir 540°C a 590°C.
Na têmpera, podem ocorrer deformações e são os aços-carbono para ferramentas os mais suscetíveis a esses fenômenos, devido à velocidades mais drástica a que são submetidos com o objetivo de obter durezas mais altas. Nesses aços, a têmpera drástica origina ainda tensões internas muito elevadas, o que torna o revenido final uma operação muito importante.
A faixa de temperaturas de revenido nos aços ferramentas e matrizes é muito extensa. Os aços-carbono ou contendo baixos teores de elemento de liga são freqüentemente revenidos a temperaturas relativamente baixas, da ordem de 120°C a 350°C, ao passo que os aços rápidos e os aços para trabalho a quente podem ser revenidos a temperaturas muito elevadas da ordem de 600°C ou 650°C. Por outro lado, é freqüente, em certos tipos de aços, a necessidade de mais de um revenido, sobretudo naqueles aços em que, após a têmpera, tem-se a presença de austenita retida. Esses aços no estado temperado são extremamente duros, frágeis com elevadas tensões e muito instáveis. O revenido múltiplo alivia as tensões internas, a fragilidade e a instabilidade sem prejudicar a dureza.
Durante o revenido de alguns aços ferramentas pode ocorrer a “dureza secundária”, que é da mesma ordem de grandeza que a dureza original no estado temperado. Convêm observar ainda que o revenido dos aços para ferramentas e matrizes é comumente realizado logo após a têmpera, para permitir o alívio imediato das tensões internas, que são muito elevadas na maioria desses aços no estado temperado. Finalmente, o revenido pode ser realizado em fornos com circulação forçada de ar, ou em banhos de sal ou de chumbo.
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