Processos de Tratamento Térmico:Tipos, Métodos, Procedimentos, Aplicações (PDF)

Neste artigo, você aprende o que é o processo de tratamento térmico ? Seus métodos , tipos , e o propósito , procedimento , aplicativo de tratamento térmico. O tratamento térmico é uma operação essencial no processo de fabricação de peças de máquinas e ferramentas.

O que é tratamento térmico?

Tratamento térmico é definida como uma operação que envolve o aquecimento e resfriamento de um metal ou uma liga no estado sólido para obter certas propriedades desejáveis ​​sem alterar a composição.

O processo de tratamento térmico é realizado para alterar o tamanho do grão, modificar a estrutura do material e aliviar as tensões configuradas no material após o trabalho a quente ou a frio.

• O tratamento térmico é feito para melhorar a usinabilidade.
• Para melhorar as propriedades magnéticas e elétricas.
• Para aumentar a resistência ao desgaste, calor e corrosão, e muito mais.

Tratamento térmico consiste em aquecer o metal próximo ou acima de sua temperatura crítica, mantida por um determinado tempo até que finalmente resfrie o metal em algum meio que pode ser ar, água, salmoura ou sais fundidos. O processo de tratamento térmico inclui recozimento, endurecimento da caixa, revenimento, normalização e têmpera, nitretação, cianetação, etc.

Tipos de processos de tratamento térmico

A seguir estão os diferentes tipos de processos de tratamento térmico:

1. Recozimento
2. Normalização
3. endurecimento
4. Temperamento
5. Nitretação
6. Cianeto
7. Endurecimento por indução
8. Endurecimento por Chama

• O que é o processo de fundição de metal? Um guia completo
• Lista de propriedades mecânicas dos materiais

Tipos de tratamento térmico

1. Recozimento

O recozimento é um dos mais importantes processos de tratamento térmico. É uma das operações mais utilizadas no tratamento térmico de ferro e aço e é definida como o processo de amolecimento.

Aquecendo de 30 a 50°C acima da temperatura crítica superior e resfriando-a a uma taxa muito lenta procurando-a no forno. O principal objetivo do recozimento é tornar o aço mais dúctil e maleável e remover as tensões internas. Esse processo torna o aço macio para que possa ser facilmente usinado.

1.1 Objetivo do Recozimento

• Amolece o aço e melhora sua usinabilidade.
• Para refinar o tamanho do grão e remover gases.
• Remove as tensões internas desenvolvidas durante o processo anterior.
• Para obter a ductilidade, maleabilidade e resistência desejadas.
• Modifica as propriedades elétricas e magnéticas.

1.2 Procedimento para Recozimento

Dependendo do teor de carbono, o aço é aquecido a uma temperatura de cerca de 50° a 55°C acima de sua faixa de temperatura crítica. É mantido a essa temperatura por um período definido de tempo, dependendo do tipo de forno e da natureza do trabalho. O aço é então resfriado dentro do forno constantemente.

1.3 Aplicação do recozimento

É aplicado a peças fundidas e forjadas.

2. Normalizando

Normalização:O principal objetivo da normalização é remova as tensões internas desenvolvidas após o processo de trabalho a frio. Neste, o aço é aquecido de 30 a 50°C acima de sua temperatura crítica superior e resfriada ao ar.

Melhora as propriedades mecânicas e elétricas, usinabilidade e resistência à tração. A normalização é o processo de tratamento térmico realizado para restaurar a estrutura da condição normal.

2.1 Objetivo da normalização

• Promover a uniformidade da estrutura.
• Para garantir o refinamento de granulação.
• Para provocar mudanças desejáveis ​​nas propriedades do aço.

2.2 Procedimento para normalização

O aço é aquecido a uma temperatura de cerca de 40° a 50°C acima de sua temperatura crítica superior. É mantido a esta temperatura por um curto período de tempo. O aço é então resfriado em ar parado à temperatura ambiente, o que é conhecido como têmpera ao ar.

2.3 Aplicação da Normalização

• Aplicam-se peças fundidas e forjadas para refinar a estrutura do grão e aliviar tensões.
• É aplicado após o trabalho a frio, como laminação, estampagem e martelagem.

3. Endurecimento

Endurecimento:O principal objetivo do processo de endurecimento é fazer aço duro duro. Neste processo, o aço é aquecido 30° - 40°C acima da temperatura crítica superior e, em seguida, continua o resfriamento até a temperatura ambiente por têmpera em água ou óleo. É o processo oposto de recozimento.

3.1 Objetivo do endurecimento

• Ao endurecer, aumenta a dureza do aço.
• Para resistir ao desgaste
• Permite que o aço corte outros metais

3.2 Procedimento para endurecimento

O aço é aquecido acima de sua faixa de temperatura crítica. Ele é mantido nessa temperatura por um período definido de tempo. O aço é então resfriado rapidamente em um meio de têmpera.

O meio de têmpera é selecionado de acordo com o grau de dureza desejado. O ar, água, trazer, óleos e sais fundidos são usados ​​como meios de têmpera. Uma seção fina dessas lâminas de faca é resfriada ao ar. A água é um meio amplamente utilizado, mas resulta na formação de bolhas na superfície do metal.

Portanto, a solução de salmoura é usada para evitar isso. O óleo é usado quando há risco de distorção em trincas e é adequado para aços-liga. Os sais fundidos são usados ​​para resfriar a seção fina para obter produtos sem trincas e resistentes ao impacto.

3.3 Aplicação de Endurecimento

É aplicado para cinzéis, marretas, martelos manuais, punções centrais, machos, matrizes, fresas, lâminas de facas e engrenagens.

4. Revenimento

Revenimento:Quando o processo de endurecimento endurece um corpo de prova de aço, ele se torna quebradiço e apresenta alta tensão residual. É uma operação utilizada para modificar as propriedades do aço endurecido por têmpera com a finalidade de aumentar sua utilidade.

A têmpera ou estiramento resulta em uma redução da fragilidade e remoção de tensões internas causadas durante o endurecimento. O aço deve ser temperado após o processo de endurecimento.

O revenimento é dividido em três categorias de acordo com a utilidade do aço necessário.

• Revenimento a baixa temperatura.
• Revenimento de temperatura média.
• Revenimento em alta temperatura.

4.1 Finalidade da têmpera

• Para aliviar o estresse interno causado pelo endurecimento.
• Para reduzir a fragilidade.
• Melhore a ductilidade, resistência e tenacidade.
• Para aumentar a resistência ao desgaste.
• Para obter as propriedades mecânicas desejadas.

4.2 Procedimento para têmpera

O aço depois de temperado no processo de têmpera é reaquecido a uma temperatura ligeiramente acima da faixa de temperatura na qual será utilizado, mas abaixo da temperatura crítica mais baixa. A temperatura aqui varia de 100°C a 700°C.

O reaquecimento é feito em banho de óleo ou chumbo fundido ou sal fundido. O corpo de prova é mantido no banho por um período de tempo até atingir a temperatura uniformemente, o tempo depende da composição e qualidade desejada do aço. Agora a amostra é removida do banho e deixa-se esfriar lentamente em ar parado.

4.3 Aplicação de têmpera

É aplicado a ferramentas de corte, ferramentas e engrenagens, que são endurecidas pelo processo de endurecimento.

5. Nitretação

A nitretação é o processo de endurecimento da caixa ou da superfície em que o gás nitrogênio é empregado para obter uma película dura do metal. Neste processo, o aço é aquecido na presença de amônia no ambiente.

Devido a isso, um átomo de nitrogênio é depositado e torna o material duro. Os objetos de endurecimento por indução e endurecimento por chama são aquecidos por uma chama de oxi-acetileno.

5.1 Objetivo da nitretação

• Para endurecer a superfície do aço até uma certa profundidade.
• Aumente a resistência ao desgaste e à fadiga.
• Para aumentar a resistência à corrosão.

5.2 Procedimento para nitretação

É feito no forno elétrico onde se mantém a temperatura variando entre 450° e 510°C. A peça é bem usinada e acabada e colocada em um recipiente hermético dotado de tubos de saída e entrada por onde circula o gás amônia.

O recipiente com a peça é colocado no forno e o gás de amônia passa por ele enquanto o forno é aquecido.

Durante o processo de aquecimento o gás nitrogênio é liberado da amônia na forma de nitrogênio atômico, que reage com a superfície da peça, formando nitrato de ferro.

A profundidade de entrada depende do tempo gasto na temperatura de nitretação. A peça é retirada e não requer nenhuma têmpera ou tratamento térmico adicional.

5.3 Aplicação de nitretação

• É aplicado para endurecer a superfície de aços de liga de carbono médio.

6. Cianeto

Cianeto:Neste processo, o aço é aquecido na presença de ambiente de cianeto de sódio. Devido a isso, átomos de carbono e nitrogênio são depositados na superfície do aço e o tornam duro.

6.1 Objetivo do cianeto

• Este método é eficaz para aumentar o limite de fadiga de peças de tamanho médio e pequeno, como engrenagens, eixos, pinos de pulso etc.
• Para aumentar a dureza da superfície.
• aumentar a resistência ao desgaste.
• Para dar uma aparência limpa, brilhante e agradável à superfície endurecida.

6.2 Produção para cianeto

As peças a serem tratadas são mergulhadas em um banho de sal de cianeto fundido mantido a uma temperatura de 950°C. Os sais fundidos utilizados são cloreto de sódio, carbonato de sódio, cianeto de sódio e carbonato de sódio.

O artigo imerso é deixado no sal de cianeto fundido a uma temperatura de 950°C durante cerca de 15 a 20 minutos. A decomposição do cianeto de sódio produz nitrogênio e carbono do monóxido de carbono, que é difundido na superfície resultando no endurecimento da superfície. A peça é então retirada do banho e temperada em água ou óleo.

6.3 Aplicação de cianeto

• Aplica-se a pequenos artigos como engrenagens, buchas, parafusos, pinos e pequenas ferramentas manuais, que requerem uma superfície fina e resistente ao desgaste.

7. Carburação

Carburação:Neste processo, o aço é aquecido na presença de ambiente de carbono. Devido a isso, os átomos de carbono são depositados na superfície do metal e o tornam duro.

8. Endurecimento de Caixa ou Endurecimento de Superfície

O principal objetivo deste processo é tornar a única superfície externa de aço dura e o núcleo interno macio. É o processo de cementação, ou seja, saturar a camada superficial do aço com carbono, ou algum outro processo pelo qual o caso é endurecido e o núcleo permanece macio.

8.1 Finalidade da proteção de caixa

• Para obter uma dureza e resistência ao desgaste das peças da máquina.
• Através do endurecimento da caixa, obtém-se um núcleo resistente.
• Para obter um limite de fadiga mais alto e altas propriedades mecânicas no núcleo.

Propósito do tratamento térmico do aço

A seguir estão os propósitos do tratamento térmico.

• Para melhorar as propriedades mecânicas, como resistência à tração, dureza, ductilidade, resistência ao choque e resistência à corrosão.
• Melhore a usinabilidade.
• Para aliviar as tensões internas do metal induzidas durante o trabalho a frio ou a quente.
• Para alterar ou refinar o tamanho do grão.
• Melhore as propriedades magnéticas e elétricas.
• Aumente a resistência ao desgaste e à corrosão.
• Para aumentar a dureza da superfície.

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Conclusão

Então agora, esperamos ter esclarecido todas as suas dúvidas sobre o Processo de Tratamento Térmico. Se você ainda tiver dúvidas sobre o Processo de tratamento térmico ou métodos, tipos, aplicativos que você pode perguntar nos comentários.

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