Existem muitas maneiras de alterar as formas como os metais atuam e reagem à usinagem de precisão. Um desses métodos é o tratamento térmico do aço.
Existem diferentes tipos de tratamentos térmicos. Eles podem afetar uma série de aspectos do metal, incluindo resistência, dureza, tenacidade, usinabilidade, ductilidade e elasticidade. Continue a leitura e descubra tudo sobre o assunto!
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O que são tratamentos térmicos do aço?
Os tratamentos térmicos são um grupo de processos industriais e de usinagem executados para alterar as propriedades físicas, e às vezes químicas, de um material. A aplicação mais comum é metalúrgica.
Eles envolvem o uso de aquecimento ou resfriamento, normalmente a temperaturas extremas, para atingir o resultado desejado, como o endurecimento ou amolecimento de um metal. Assim, esses tratamentos são, frequentemente, associados ao aumento da resistência do aço.
É digno de nota que, embora o termo tratamento térmico se aplique apenas a processos em que o aquecimento e o resfriamento são feitos com o propósito específico de alterar as propriedades intencionalmente, o aquecimento e o resfriamento muitas vezes ocorrem incidentalmente durante outros processos de fabricação, como conformação a quente ou soldagem.
Têmpera
A têmpera é o termo da indústria para o rápido resfriamento do aço quente para torná-lo duro novamente. Dependendo do projeto, o aço quente e maleável será mergulhado em água ou óleo para esfriar. Isso traz o aço de volta ao estado sólido e frequentemente o deixa quebradiço.
O aço tratado termicamente também pode ser deixado para esfriar. Mas, a maneira como o aço é resfriado afetará muito a qualidade do acabamento.
O mesmo aço será aquecido e resfriado muitas vezes. Isso é para garantir que ele esteja pronto para sustentar edifícios, pontes ou qualquer estrutura nas próximas décadas.
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Recozimento
O recozimento é um método de tratamento térmico em que um metal como alumínio, cobre, aço, prata ou latão é aquecido a uma temperatura específica, mantida nessa temperatura por algum tempo para permitir que a transformação ocorra e, em seguida, resfriado a ar.
Este processo aumenta a ductilidade do metal e diminui a dureza para tornar o metal mais trabalhável. Cobre, prata e latão podem ser resfriados rápida ou lentamente, enquanto os metais ferrosos como o aço devem sempre ser resfriados gradualmente para permitir que ocorra o recozimento.
O recozimento pode ser usado antes de um metal ser usinado para melhorar sua estabilidade. Isso torna os materiais mais duros menos propensos a rachar ou fraturar!
Revenimento
O revenimento é um método de tratamento térmico usado para aumentar a resiliência (tenacidade) das ligas de aço. Dessa maneira, esse tratamento térmico do aço pode ser usado para alterar a dureza, a ductilidade e a resistência do metal, o que geralmente facilita a usinagem.
O metal será aquecido a uma temperatura abaixo do ponto crítico à medida que as temperaturas mais baixas reduzem a fragilidade, mantendo a dureza. Para maior plasticidade com menos dureza e resistência, temperaturas mais altas são necessárias.
Outra opção é comprar material que foi endurecido ou endurecer o material antes da usinagem. Embora isso torne a usinagem mais difícil, elimina o risco de alteração do tamanho das peças, ao contrário de um processo de tratamento térmico pós-usinagem. Também pode eliminar a necessidade de uma retífica para obter acabamentos ou tolerâncias justas.
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Cementação
A cementação é um processo de endurecimento no qual o carbono é adicionado à superfície do aço de baixo carbono. Isso resulta em um aço cementado com uma superfície com alto teor de carbono e um interior com baixo teor de carbono. Quando o aço cementado é tratado termicamente, a caixa torna-se endurecida e o núcleo permanece macio e resistente.
Dois métodos são usados para cementar aço. Um método consiste em aquecer o aço em um forno contendo uma atmosfera de monóxido de carbono. No outro método, o aço é colocado em um recipiente cheio de carvão ou algum outro material rico em carbono e então aquecido em um forno.
Para resfriar as peças, você pode deixar o recipiente no forno para resfriar ou removê-lo e deixá-lo esfriar. Em ambos os casos, as peças são recozidas durante o resfriamento lento. A profundidade da penetração do carbono depende da duração do período de imersão. Com os métodos atuais, a cementação é quase exclusivamente feita por atmosferas gasosas.
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Normalização
A normalização é um processo de recozimento para aço em que ele é aquecido a 150-200° F – mais alto do que no recozimento – e mantido na temperatura crítica por tempo suficiente para que a transformação ocorra. O aço tratado desta forma deve ser resfriado ao ar.
O tratamento térmico na normalização causa grãos austeníticos menores, enquanto o resfriamento a ar produz grãos ferríticos mais refinados. Este processo melhora a usinabilidade, a ductilidade e a resistência do aço. A padronização também é útil para remover grãos colunares e segregação dendrítica que pode ocorrer durante a fundição de uma peça.
Nitretação
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Este método de endurecimento produz a superfície mais dura do que qualquer um dos processos de endurecimento. Ele difere dos outros métodos porque as partes individuais foram tratadas termicamente e temperadas antes da nitretação. As peças são então aquecidas em um forno que possui uma atmosfera de gás amônia.
Não há necessidade de têmpera, então não há preocupação com empenamento ou outros tipos de distorção. Este processo é usado para endurecer itens, como engrenagens, mangas de cilindro, eixos de comando e outras peças do motor, que precisam ser resistentes ao desgaste e operar em áreas de alta temperatura.
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