Têmpera superficial: 4 tipos e suas características

A têmpera superficial (também chamada de endurecimento de superfície) é o tratamento térmico ideal para peças de máquinas que precisam ter superfície dura e resistência à abrasão.

É um processo muito aplicado em peças de grandes dimensões, que possuem dificuldades de tratamento em fornos convencionais, já que esse endurecimento de superfície não exige forno de aquecimento. Abaixo você confere tudo sobre o assunto!

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O que é têmpera superficial?

A têmpera superficial é um tipo de tratamento térmico que produz regiões endurecidas na superfície de um componente (de microestrutura martensítica) de elevada dureza e resistência ao desgaste, sem alterar a microestrutura do núcleo.

Processo de têmpera superficial

No processo de têmpera superficial, a superfície do aço é reforçada ao receber uma fina camada de um metal mais durável.

Geralmente é aplicado em peças de máquinas feitas de aço de baixo carbono, nos quais são adicionadas camadas de aços com um maior teor de carbono.

Neste método, a temperatura de aquecimento precisa induzir a austenitização para obter estrutura martensítica no resfriamento posterior.

A têmpera superficial substitui a têmpera normal nos casos em que se busca apenas uma superfície dura e resistente à abrasão, sem interferir na microestrutura do núcleo do componente.

Benefícios do endurecimento de superfície

✅ Endurecimento do metal em áreas localizadas;

✅ é rápido (a têmpera superficial pode ser aplicada na oficina);

✅ não exige forno de aquecimento;

✅ alta dureza;

✅ combina perfeitamente altas resistências ao desgaste e dureza na superfície, com ductilidade e tenacidade no núcleo da peça;

✅ aplicado em peças de grandes dimensões;

✅ ótima capacidade de resistência a cargas de contato;

✅ boa resistência à fadiga por dobramento;

✅ ótima escolha para quando a geometria da peça tende a ocasionar grandes deformações;

✅ não produz grandes descarbonetações e oxidações no aço.

Tipos de têmpera superficial

Existem 4 processos principais para realizar a têmpera superficial. Confira as características de cada um abaixo.

Têmpera por indução

É um processo que dura segundos, realizado através de bobinas de indução. Na têmpera por indução, passa uma corrente elétrica de alta frequência na bobina (indução eletromagnética), que gera calor na peça.

O resfriamento é feito por salmoura, soluções de polímeros ou água, seja por meio de spray ou imersão.

Usando esse tipo de endurecimento de superfície, é possível determinar precisamente a profundidade da camada temperada. Além disso, outras vantagens são o rápido aquecimento e o não superaquecimento do componente temperado.

Têmpera por chama

O aquecimento é feito por chama oxiacetilênica até a austenitização da camada desejada. O resfriamento é realizado do mesmo modo que na têmpera por indução.

A profundidade da camada é controlada pela intensidade, distância e tempo da chama aplicada.

Dentro desse tipo de tratamento de têmpera, existem 3 métodos: estacionário (método mais simples, usa apenas um maçarico para aquecimento e um tanque para resfriamento); progressivo (realizado em peças de grande porte, através de equipamento com uma ou mais tochas para aquecimento e dispositivo para resfriamento por aspersão); e por fim, o método giratório (a peça de seção circular gira a uma velocidade estabelecida enquanto uma ou mais chamas austenitizam a região que vai ser endurecida).

Têmpera superficial a laser

Este é um método muito preciso — capaz de direcionar aquecimento em áreas bem específicas —, que pode ser executado em componentes de diferentes geometrias.

Como é realizado em alta velocidade, evita grandes distorções. Softwares de automação podem ser utilizados para controlar a intensidade, velocidade e diâmetro do raio.

Por feixe eletrônico

O endurecimento de superfície por feixe de elétrons é semelhante ao por laser, podendo ter a superfície endurecida com precisão.

Usando como fonte de energia, como o nome diz, um feixe de elétrons, o processo deve ser conduzido sob condições de vácuo. Isso porque os feixes de elétrons se dissipam facilmente no ar. Assim como a têmpera a laser, esse método também pode ser automatizado.

Diferença entre têmpera superficial e cementação

Diferente da têmpera superficial, a cementação consiste em fazer a difusão do carbono em aços de baixo carbono para gerar uma superfície com alto teor de carbono, aquecendo a temperatura o suficiente para formar a microestrutura austenita.

Desse modo, após a cementação, a peça precisa passar pelo processo de têmpera e revenimento para a austenita ser convertida em martensita

Nesse sentido, a cementação só pode ser realizada em aços com teor de carbono inferior a 0,25%.

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