Estudo de caso: aço SAE 4140 Ø127 mm | Têmpera em polímero + revenido
A análise metalográfica correta começa na macrografia. Neste caso real de uma barra de SAE 4140 (diâmetro de 127 mm) submetida à têmpera em polímero seguida de revenido, a macrografia com ataque controlado (reativo apropriado, como o nital) foi determinante para direcionar a investigação microscópica.
À medida que o ataque evoluiu, surgiram contrastes estáveis que separaram a seção em três regiões distintas, cada uma com comportamento metalúrgico próprio. Esse mapeamento permitiu definir as Regiões de Interesse (ROI) para microscopia e ensaios de microdureza.
Estruturas reveladas pela macrografia
- Anel externo (mais claro) → martensita revenida.
- Menor reatividade ao reagente.
- Estrutura aliviada por tensões e precipitações finas.
- Faixa intermediária (mais escura) → martensita acicular não revenida.
- Maior reatividade, aspecto homogêneo.
- Região crítica para tensões internas.
- Miolo (aspecto mosqueado) → bainita + perlita.
- Estrutura heterogênea.
- Ataque diferencial típico.
Os cortes e polimentos micrográficos confirmaram exatamente essas estruturas.
A trinca não se originou na superfície usinada: iniciou subsuperficialmente, na transição entre (2 ↔ 3) — região de máxima tração após a têmpera — e depois se propagou até a superfície.
Por que isso importa?
- O tempo de ataque correto evita subataque ou superataque, revelando fronteiras reais de transformação.
- Uma macrografia bem controlada reduz retrabalhos, economiza microscopia e diminui vieses na análise metalográfica.
Workflow prático aplicado
- Preparação superficial adequada.
- Ataque progressivo com enxágues e leituras rápidas até estabilizar o contraste.
- Fotografia e marcação das ROI.
- Microdureza radial e micrografias nas ROI.
- Correlação: estrutura ↔ dureza ↔ origem da trinca.
O que aconteceu?
- A superfície transformou rapidamente em martensita → compressão.
- O miolo transformou mais tarde → tração no anel intermediário.
- Essa faixa não foi devidamente revenida (tempo/sombreamento no forno) → alta dureza e fragilidade.
- Resultado: nucleação da trinca na região intermediária.
Como evitar trincas em têmpera de aços SAE 4140?
✔️ Ajustar severidade da têmpera (banho, agitação, concentração).
✔️ Garantir revenido homogêneo (carregamento sem sombreamento, tempo adequado, até duplo revenido).
✔️ Monitorar com termopares e perfis de dureza radial.
Lição prática
Nem sempre a falha surge onde esperamos. O mapeamento de gradientes de microestrutura e tensões internas é essencial para prevenir trincas em peças de grande diâmetro.
👉 Use a macrografia como um mapa de calor da peça: ela indica onde investigar e otimiza a microscopia.
👉 A severidade da têmpera e a uniformidade do banho reduzem gradientes e tensões internas.
Conclusão
A macrografia bem conduzida é o guia estratégico da análise metalográfica. No caso do aço SAE 4140, ela não apenas revelou a origem da trinca, mas também indicou ajustes práticos no processo térmico para aumentar a confiabilidade da peça.
