15 Capítulo 6:Tratamento térmico

OBJETIVO

Após concluir esta unidade, você deverá ser capaz de:

• Endureça corretamente uma peça de aço ferramenta e avalie seu trabalho.
• Tempere corretamente a peça endurecida do aço ferramenta e avalie seu trabalho.
• Descreva os procedimentos adequados de tratamento térmico para outros aços-ferramenta.

Segurança

Os procedimentos a seguir são sugeridos para uma operação segura de tratamento térmico.

1. Use roupas de proteção resistentes ao calor, luvas, óculos de segurança e proteção facial para evitar a exposição a óleos quentes, que podem queimar a pele.

2. Antes de acender o forno, certifique-se de que os interruptores de ar, exaustores, válvulas de desligamento automático e outras precauções de segurança estejam no lugar.

3. Certifique-se de que haja líquido refrigerante suficiente para o trabalho. O refrigerante absorverá o calor liberado pelo metal durante o resfriamento, mas se houver refrigerante insuficiente, o metal não esfriará na velocidade ideal.

4. Certifique-se de que haja ventilação suficiente nas áreas de têmpera para manter os níveis desejados de névoa de óleo.

5. Ao acender o forno, obedeça as instruções fornecidas pelo fabricante.

6. Durante o processo de acender um forno a óleo ou a gás, NÃO fique diretamente na frente dele.

7. Certifique-se de que o óleo de têmpera não esteja contaminado por água. Explosões podem ser resultados de umidade entrando em contato com o óleo de têmpera.

8. Antes de retirar materiais do pote de cementação líquida, certifique-se de que as pinças não estejam molhadas e que sejam as pinças corretas para o trabalho.

9. Certifique-se de que um fungicida ou inibidor bacteriano apropriado foi misturado ao líquido de têmpera.

10. Quando os tanques de resfriamento não estiverem sendo usados, sempre os cubra.

11. Use um absorvente não inflamável para limpar vazamentos e derramamentos de óleo. Isso deve ser feito imediatamente.

12. Se possível, mantenha as ferramentas, cestos, gabaritos e áreas de trabalho livres de contaminação por óleo.

13. Antes dos intervalos e antes de passar para a próxima tarefa, lave bem as mãos.

14. Se houver suspeita ou suspeita de algum problema de pele, informe seu instrutor e procure ajuda médica.

15. Os fumos do banho de sais de cementação fundidos não devem ser inalados, pois o monóxido de carbono é um produto do processo de cementação.

16. Certifique-se de que haja boa ventilação na área de trabalho.

17. Fique atento à contaminação de pedaços de metal cementado.

18. Não leve roupas ou equipamentos encharcados de óleo para áreas onde haja alimentos ou bebidas.

19. Não leve alimentos ou bebidas onde os óleos estão sendo usados ​​ou armazenados.

Procedimento

A primeira coisa importante a saber quando o tratamento térmico de um aço é sua temperatura de endurecimento. Muitos aços, especialmente os aços ferramenta comuns, têm uma faixa de temperatura bem estabelecida para endurecimento. O-1 tem uma temperatura de endurecimento de 1450 – 1500 graus Fahrenheit.

Para iniciar o processo:

1. Segurança em primeiro lugar. As temperaturas de tratamento térmico são muito quentes. Vista-se adequadamente para o trabalho e mantenha a área ao redor do forno limpa para que não haja risco de escorregar ou tropeçar. Além disso, pré-aqueça as pinças antes de segurar a parte da amostra aquecida.

2. Pré-aqueça o forno a 1200 graus Fahrenheit.

3. Quando o forno atingir 1200 graus Fahrenheit, coloque a parte da amostra no forno. Coloque a parte da amostra no centro do forno para ajudar a garantir um aquecimento uniforme. Feche e espere.

4. Uma vez que a parte da amostra é colocada no forno, aqueça-a a 1500 graus Fahrenheit. Ao atingir essa temperatura, comece imediatamente a cronometrar a imersão por 15 minutos a uma hora (os tempos de imersão dependem muito da espessura do aço).

Tabela 1:Tempo de imersão aproximado para endurecimento, recozimento e normalização de aço

Espessura do Metal (polegadas)	Tempo de aquecimento até a temperatura necessária (h)	Tempo de imersão (h)
até 1/8	0,06 a 0,12	0,12 a 0,25
1/8 a 1/4	0,12 a 0,25	0,12 a 0,25
1/4 a 1/2	0,25 a 0,50	0,25 a 0,50
1/2 a 3/4	0,50 a 0,75	0,25 a 0,50
3/4 a 1	0,75 a 1,25	0,50 a 0,75
1 a 2	1,25 a 1,75	0,50 a 0,75
2 a 3	1,75 a 2,25	0,75 a 1,0
3 a 4	2,25 a 2,75	1 a 1,25
4 a 5	2,75 a 3,50	1 a 1,25
5 a 8	3,50 a 3,75	1 a 1,50

O tempo de imersão é a quantidade de tempo que o aço é mantido na temperatura desejada, que neste caso é de 1500 graus Fahrenheit.

5. Quando o tempo de imersão estiver completo, muito rapidamente, mas com cuidado, retire a amostra com pinças. Coloque a parte da amostra em um tanque de óleo para têmpera. Mova a peça de amostra o máximo possível durante a têmpera.

6. Uma vez que a parte da amostra tenha sido temperada até cerca de 125 graus Fahrenheit, inicie o processo de têmpera. Para temperar a parte da amostra, ela deve ser colocada no forno a 375 graus Fahrenheit. Deixe de molho por 2 horas, depois remova a parte da amostra e deixe-a esfriar até a temperatura ambiente. A parte da amostra deve estar agora com uma dureza de aproximadamente 60 RC.

Austenitizar e resfriar com ar:

1. Esse tratamento térmico geralmente é feito pelo fabricante, o que resulta em ser chamado de condição conforme recebido
2. Para chegar a esse estado, é feito um processo chamado normalização (também chamado de histórico térmico). A normalização do aço 1045 geralmente consiste nestas etapas:
   1. Austenitização:coloque o aço no forno a 1562°F na faixa de austenita e mantenha-o lá por uma hora até que o metal atinja sua temperatura de equilíbrio e a estrutura de solução sólida correspondente.
   2. Arrefecer ao ar:retire o aço do forno e deixe-o arrefecer ao ar até à temperatura ambiente.

Austenitizar e Resfriar no Forno (Recozimento):

1. Esse processo também é conhecido como recozimento. Durante o recozimento, o aço passa pelos seguintes históricos de temperatura:
   1. Austenitização:coloque o aço no forno a 1562°F na faixa de austenita e mantenha-o lá por uma hora até que o metal atinja sua temperatura de equilíbrio e a estrutura de solução sólida correspondente.
   2. Forno-Cool:resfriar o aço lentamente no forno. Deixe a temperatura cair de 1562°F para 1292°F em um período de dez horas.
   3. Arrefecer ao ar:retire o aço do forno e deixe-o arrefecer ao ar até à temperatura ambiente.

Austenitizar e apagar:

1. Austenitização:coloque o aço no forno a 1562°F na faixa de austenita e mantenha-o lá por uma hora até que o metal atinja sua temperatura de equilíbrio e a estrutura de solução sólida correspondente.
2. Quench:retire rapidamente o aço do forno, mergulhe-o em um grande recipiente de água à temperatura ambiente e mexa vigorosamente. Ao usar aço 1045, a água em temperatura ambiente é usada como meio de têmpera.

Apagão:Rapidamente remova o material do forno, mergulhe-o em um grande reservatório de água à temperatura ambiente e mexa vigorosamente.

Para o aço 1045, o meio de têmpera é água à temperatura ambiente (para outros aços, outros meios de têmpera, como óleo ou salmoura, são usados).

4. Austenitizar, temperar e temperar:

1. Austenitização:coloque o aço no forno a 1562°F na faixa de austenita e mantenha-o lá por uma hora até que o metal atinja sua temperatura de equilíbrio.
2. Resfriar:remova rapidamente o aço do forno, mergulhe-o em um grande recipiente de água à temperatura ambiente e mexa vigorosamente.
3. Temperatura:
   1. Traga o aço à temperatura de revenimento e mantenha-o lá por cerca de 2 horas.
   2. Existe uma gama de diferentes temperaturas de têmpera. Para aço 1045, a faixa é de 392 a 932°F.
   3. As diferentes temperaturas levam a diferenças nas propriedades mecânicas.
   4. Temperaturas mais baixas proporcionam maior resistência ao escoamento, mas menor tenacidade e ductilidade.
   5. Temperaturas mais altas proporcionam menor resistência, mas aumentam a tenacidade e a ductilidade.
4. Arrefecer ao ar:retire o aço do forno e deixe-o arrefecer ao ar até à temperatura ambiente.