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Este trabalho traz a caracterização microestrutural e a avaliação das propriedades mecânicas de um aço com diferentes microestruturas bifásicas, obtidas por têmperas a partir de um aço ferrítico-perlítico grau LNE 500. Sua região intercrítica e as fases existentes, em função da temperatura, foram determinadas pelo software "THERMOCALC". Com estes resultados, amostras foram temperadas a partir de diferentes temperaturas para se obter variadas frações volumétricas de ferrita e martensita. A caracterização microestrutural foi realizada por meio de metalografias qualitativa e quantitativa. As propriedades mecânicas foram determinadas por meio de ensaios de dureza, impacto e tração uniaxial, que forneceram parâmetros como a tensão de escoamento, o limite de resistência à tração e o alongamento total e uniforme, além do expoente de encruamento e do coeficiente de resistência do aço tratado. Resultados mostraram que os tratamentos térmicos de têmpera produziram diferentes microestruturas. A maior presença da fase martensítica contribui para melhorar as propriedades mecânicas do aço temperado, como dureza, energia absorvida por impacto e resistência mecânica sem perda de ductilidade.