A têmpera refere-se a um arrefecimento brusco. Na química de polímeros e na ciência dos materiais, o processo de têmpera é usado para evitar processos que se dão em temperaturas mais baixas, tais como transformações de fase, disponibilizando apenas uma pequena janela de tempo em que a reacção é termodinamicamente favorável e cineticamente acessivel. Por exemplo, pode reduzir a cristalinidade e por consequência aumentar a rigidez de ligas e plásticos (produzidos através de polimerização).

Em metalurgia, é mais frequentemente usado no endurecimento de aço ao introduzir martensite, submetendo o aço a um arrefecimento brusco e obrigando-o a passar pelo seu ponto eutectoide, a temperatura onde a austenite se encontra instável. Em ligas de aço com outros metais, tais como o niquel e o manganês, a temperatura eutectoide torna-se mais baixa, mas as barreiras cinéticas à transformação de fase são iguais. Isto permite que o processo de têmpera comece a uma temperatura mais baixa, tornando o processo mais fácil. O aço de alta velocidade também possui tungsténio, que tem como função o aumento das barreiras cinéticas e dar a ilusão que o material arrefeceu mais rapidamente do que realmente foi. Até o arrefecimento de tais ligas ao ar (processo de normalização) obtém muitos dos efeitos desejados do processo de têmpera.

Metalurgia

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