Processo de têmperaA têmpera é um procedimento de arrefecimento rápido de um metal, frequentemente usado para produzir uma transformação martensítica. Ligas ferrosas muitas vezes produzem um metal mais duro, enquanto ligas não-ferrosas normalmente se tornam mais suaves do que o normal.

Para endurecer por têmpera, um metal (normalmente aço ou ferro fundido) deve ser aquecido acima da temperatura crítica superior e, em seguida, rapidamente arrefecido. Líquidos podem ser utilizados, devido à sua melhor condutividade térmica, tais como água, petróleo, polímeros dissolvidos em água ou uma solução salina. Ao ser rapidamente arrefecida, uma porção de austenita (dependente da composição da liga) irá se transformar em martensite, uma rígida estrutura cristalina. A dureza de um metal depende da sua composição química e do método de têmpera.

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Em ciência dos materiais, têmpera é o arrefecimento rápido de uma peça de trabalho para se obter as propriedades do material determinadas. Ela impede processos de baixas temperaturas, tais como transformações de fase, apenas fornecendo uma estreita janela de tempo em que a reação é tanto termodinamicamente favorável e cineticamente acessível. Por exemplo, pode reduzir a cristalinidade e, assim, aumentar a tenacidade de ambas as ligas e plásticos (produzido através da polimerização).

Metal temperado é mais duro e resistente após o processo de têmpera

Têmpera acelera processo de endurecimento de um metal

Em metalurgia, é mais comumente utilizada para endurecer o aço através da introdução de martensita, caso em que o aço deve ser rapidamente arrefecido através do seu ponto eutetoide, a temperatura à qual austenita torna-se instável. Em aço ligado com metais, tais como níquel e manganês, a temperatura eutectoide torna-se muito menor, mas as barreiras cinéticas para a transformação de fase permanecem as mesmas. Isto permite que a têmpera inicie a uma temperatura mais baixa, tornando o processo muito mais fácil. Mesmo o esfriamento dessas ligas lentamente no ar apresenta a maioria dos efeitos desejados da têmpera.

A têmpera é um método acelerado de trazer um metal de volta para a temperatura ambiente, impedindo que as temperaturas mais baixas por meio do qual o material é arrefecido possam causar alterações significativas na microestrutura através da difusão.

Quando a têmpera ocorre em um meio líquido, é importante agitar o líquido em torno da peça para limpar a vapor a partir da superfície; bolsas de vapor locais anulam o efeito de atenuação por arrefecimento de ar até que sejam eliminadas.

A têmpera de água é a mais comum para fazer aços endurecem. A partir de uma temperatura acima, a temperatura austenítica fará com que o carbono seja preso dentro da ripa austenítica, resultando na fase dura e frágil da martensítica.

Veja vídeo mostrando como acontece o processo de têmpera:

Já a têmpera de endurecimento é um processo mecânico em que as ligas de ferro fundido de aço e são fortalecidas e endurecidas. Estes metais consistem em metais ferrosos e ligas. Isso é realizado por aquecimento do material a uma certa temperatura, que depende do material, e depois, o material é rapidamente esfriado. Isto produz um material mais duro por uma ou outra superfície de endurecimento ou através de endurecimento variando na taxa a que o material é arrefecido. O material é, então, muitas vezes temperado para reduzir a fragilidade que pode aumentar a partir do processo de têmpera. Itens que podem ser extintos incluem engrenagens, eixos e blocos de desgaste.

Metais de têmpera são uma progressão; o primeiro passo é de imersão do metal, isto é, aquecê-lo até a temperatura exigida. Embebedamento pode ser feito por ar (fornalha de ar) ou por banho. O tempo de imersão em fornos de ar deve ser de 1 a 2 minutos para cada milímetro de secção transversal. Para um banho, o tempo pode variar um pouco mais.

A água é um dos meios de têmpera mais eficientes onde a dureza máxima é adquirida, mas há uma pequena chance de que isso possa causar distorção e rachaduras minúsculas. Quando a dureza pode ser sacrificada, óleos de algodão e minerais são usados. A velocidade de arrefecimento (taxa de arrefecimento) do óleo é muito inferior à da água. Taxas intermediárias entre água e óleo podem ser obtidas com água.

Antes de o material ser endurecido, a microestrutura do material é uma estrutura de grão perlite que seja uniforme e laminar. Perlite é uma mistura de ferrite e cementita formada quando o aço ou ferro fundido são fabricados e arrefecida a uma velocidade lenta. Após têmpera de endurecimento, a microestrutura material em martensite aparece como uma fina estrutura de grãos, tipo agulha.