Afinal, o que é tratamento térmico?
Tratamento térmico em aços é quando submetemos um determinado tipo de material por um processo de aquecimento e arrefecimento onde o objetivo é mudar as propriedades mecânicas e físicas do material sem mudar a composição química. Sobretudo com a mudança da estrutura, o material pode ficar mais resistente à ruptura, ao desgaste, à fadiga, à corrosão, à altas temperaturas e muitas outras aplicações.
Para que serve os tratamentos térmicos em aços?
Em outras palavras os tratamentos térmicos em aços são feitos com o objetivo de adquirir propriedades no material que beneficiam o mesmo com o melhor desempenho na aplicação na qual será aplicado.
E para cada tipo de aplicação existe um tratamento térmico específico para adquirir as melhores propriedades, dentre eles iremos abordar neste post os principais.
Têmpera e revenimento
O processo dos tratamentos de têmpera e revenimento produz a microestrutura de martensita revenida, portanto isso proporciona a melhor combinação de resistência mecânica/dureza e tenacidade. Isso se dá pela elevação da temperatura do material para logo depois submeter a um resfriamento rápido.
Com o resfriamento rápido do material, suas propriedades são alteradas adquirindo o resultado desejado, junto com as propriedades, as tensões internas do material também são alteradas, devido ao resfriamento rápido essas tensões se elevam internamente deixando o material mais frágil, portanto o material ainda precisa passar por outro processo chamado revenimento para poder aliviar essas tensões e chegar a um resultado final de resistência mecânica, dureza e tenacidade.
O processo de revenimento do material é feito após a têmpera, o material é reaquecimento a temperaturas mais baixas, corrigindo assim suas tensões residuais de têmpera, além de permitir o reajuste de sua dureza final.
Cementação
Cementação é o tratamento termoquímico onde se acrescenta Carbono na superfície da peça para aumento de dureza. Diferentemente da têmpera, na cementação tem a alteração da composição química do material, já que é adicionado carbono na estrutura.
O objetivo da Cementação é aumentar a dureza e resistência ao desgaste dos componentes mecânicos, além disso este processo permite que o núcleo dos materiais permanecem dúcteis, adquirindo assim um material resistente ao desgaste superficialmente e resistente a fragilidade internamente.
O processo de cementação tem uma relação direta de profundidade da camada adquirida com o tempo
que o componente permanece na câmara, ou seja, quanto mais tempo o material permanece dentro da câmara mais profunda será sua camada de cementação. A camada de cementação varia de acordo com a aplicação do projeto final.
Tratamento térmico em aços: Normalização
A normalização é um tipo de tratamento térmico em aços que tem a função de diminuir as tensões decorrentes dos processos de fundição e conformação mecânica a quente ou a frio. Serve ainda para:
- Melhorar a ductilidade;
- Ajustar o tamanho de grão;
- Reduzir a dureza;
- Produzir uma estrutura definida;
- Regular a textura bruta de fusão.
Com a normalização consegue eliminar os variados defeitos resultantes de outros tratamentos que ao qual o material foi submetido. Além disso, o seu resfriamento posterior é menos lento, ao ar, do que em outros processos, como o recozimento. Isso permite uma estrutura mais fina e, por consequência, propriedades mecânicas levemente superiores.
Tratamento térmico em aços: Nitretação
Nitretação é um processo termoquímico que proporciona maior dureza à superfície das peças, proporcionando maior resistência à fadiga externa e fricção.
Certas peças que funcionam com risco de desgaste por atrito permanente e apresenta rupturas com facilidade, que devem ter alta resistência ao desgaste a uma temperatura relativamente alta, no entanto são peças que podem adquirir esse nível de resistência através do tratamento térmico chamado nitretação.
Este tratamento é indicado para obter peças com maior dureza na superfície, para aumentar a resistência contra desgaste, fadiga, corrosão e calor. Os aços que melhor se prestam a este tratamento são aços nitralloy, a nitretação é feita após têmpera e revenimento. Assim, as partes nitradas não precisam de nenhum tratamento térmico adicional, o que contribui para um baixo nível de distorção ou deformação.
A nitretação pode ser feita por dois métodos: Gás ou Sal (Tratamento térmico em aços)
Nitretação a gás
A temperatura adequada para o trabalho é de 500ºC a 530°C, enquanto sua duração varia de quarenta a noventa horas. A esta temperatura, o amoníaco (NH3) é decomposto e o nitrogênio na camada superficial da peça atinge uma profundidade de 0,15 mm até 0,80 mm.
A camada de superfície metálica se transforma em nitritos de ferro, cromo, molibdênio, níquel e nitritos com alta rigidez.
Após o tempo de aquecimento no forno, imediatamente são removidas e esfriadas no ar.
Nitretação em banho de sal
O processo de nitretação também pode ser realizado em um ambiente líquido. Neste caso, as peças são mergulhadas em um banho de sais fundidos, que são as fontes de nitrogênio. O processo é mais rápido que o anterior, as peças permanecem no banho apenas duas ou três horas a temperaturas variando de 500ºC a 580ºC.
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