Tratamento térmico para metais:o que você precisa saber

Processos de aquecimento de metais têm sido usados ​​desde os tempos antigos. Antigamente, os ferreiros tratavam o metal termicamente para moldá-lo em armas, ferraduras ou peças de carroças. E com o passar dos anos, o aquecimento do metal continua sendo a maneira mais eficaz de moldá-lo na forma desejada.

No entanto, hoje em dia, o tratamento térmico de metais tornou-se um processo muito mais sofisticado e preciso. Usando usinagem moderna, os engenheiros agora podem moldar metais para vários propósitos com muito mais eficiência.

Mas há muito mais no tratamento térmico de metal do que aparenta. Esses processos não apenas ajudam os engenheiros a moldar metais. Eles também alteram várias propriedades do metal, incluindo dureza, resistência, conformabilidade e elasticidade.

Neste guia, discutiremos com mais detalhes o que é o tratamento térmico para metais, bem como os tipos, processos e finalidades do tratamento térmico.

O que é tratamento térmico de metais?

Em termos simples, o tratamento térmico do metal inclui aquecimento e resfriamento do material. O metal ou liga é primeiro aquecido a uma temperatura específica para torná-lo mais moldável e, em seguida, é resfriado para endurecer.

O objetivo de um processo de tratamento térmico é trazer à tona as propriedades mecânicas, químicas e físicas desejadas do metal alterando sua microestrutura . Tais alterações podem tornar o metal mais forte, mais resistente à abrasão, mais dúctil ou mais resistente à temperatura.

É claro que o aquecimento do metal ocorre em praticamente todos os processos de metal, seja soldagem ou corte a laser, mas os processos de tratamento térmico são mais controlados.

Resumindo, o tratamento térmico de metais desempenha um papel vital nos processos de fabricação de metais. Ele permite que os engenheiros selecionem as propriedades do material, além de torná-lo mais resistente ao desgaste.

Como funciona um processo de tratamento térmico de metal?

Embora existam vários tipos de processos de tratamento térmico de metais (vamos discuti-los mais adiante no artigo), todos eles seguem etapas semelhantes. Esses estágios geralmente são:

1. O estágio de aquecimento , onde o metal é aquecido a uma temperatura específica.
2. O estágio de imersão , onde o material é mantido a uma temperatura específica por um determinado período de tempo.
3. O estágio de resfriamento , onde o metal é resfriado à temperatura ambiente.

Nós os discutimos com mais detalhes abaixo.

O Estágio de Aquecimento

O primeiro passo é aquecer o metal até a temperatura necessária. Durante esta etapa, é essencial garantir que o material seja aquecido uniformemente . É por isso que o aquecimento é realizado lentamente.

Se você aquecer o metal de forma desigual, algumas seções podem se expandir mais rápido do que outras, resultando em rachaduras e deformações.

A taxa de aquecimento é escolhida com base nas seguintes variáveis:

• A condutividade térmica do metal – quanto maior a condutividade, mais rápido o material aquecerá;
• Condição do material – se o metal já foi endurecido ou tensionado antes, deve ser aquecido mais lentamente do que o material que não foi;
• O tamanho e a seção transversal do material – peças maiores com seções transversais irregulares precisam ser aquecidas mais lentamente, pois há risco de empenamento excessivo e rachaduras.

O estágio de imersão

Antes de esfriar, o metal passa pelo processo de imersão . Sua finalidade é manter o material a uma temperatura específica até que mude sua estrutura para a desejada.

O tempo durante o qual o metal está "de molho" é chamado de "período de imersão". Os engenheiros o determinam com base na análise química e na massa do metal.

O estágio de resfriamento

Finalmente, há o estágio de resfriamento durante o qual o metal é resfriado de volta à temperatura ambiente. O método de resfriamento dependerá do metal. Na maioria dos casos, será necessário um meio de resfriamento – na forma líquida, sólida, gasosa ou uma combinação deles.

O metal e o meio também afetam a taxa e o método de resfriamento. Por exemplo, você pode usar a extinção . Envolve o resfriamento rápido do metal usando ar, óleo, água, salmoura ou outro meio. Por exemplo, a têmpera com água é frequentemente usada ao trabalhar com cobre.

No entanto, é importante notar que a têmpera pode rachar ou deformar alguns metais. Como regra geral, a têmpera com água pode ser usada para resfriar o aço carbono, enquanto os métodos mais lentos são melhores para endurecer o aço-liga.

Quais são os tipos de tratamento térmico de metal na usinagem?

Como mencionado anteriormente, existem vários tipos de tratamento térmico. E, embora todos sigam processos semelhantes de aquecimento, imersão e resfriamento, todos têm finalidades diferentes na usinagem.

Os quatro tipos de tratamento térmico de metal são:

• endurecimento,
• temperamento,
• recozimento,
• e normalizando.

Endurecimento

O endurecimento é o processo de aquecimento do metal a uma temperatura específica e a sua têmpera o mais rápido possível.

O metal é primeiramente aquecido a uma temperatura onde os elementos presentes no metal vão para a solução de partículas finas, fortalecendo o material. A têmpera rápida ajuda a aprisionar essas partículas na solução.

O objetivo deste processo é fortalecer o metal. O endurecimento também torna o metal mais quebradiço enquanto diminui sua ductilidade. É por isso que é recomendado temperar o metal após o endurecimento.

Temperamento

Assim como o endurecimento, o objetivo do revenimento é aumentar a resiliência do aço. Neste caso, no entanto, o metal é aquecido até a temperatura abaixo do ponto crítico , que mantém a dureza enquanto reduz a fragilidade.

Ajuda a reduzir a dureza causada pelo endurecimento, permitindo que os técnicos desenvolvam novas propriedades físicas para o metal. Por esta razão, o revenimento geralmente segue o endurecimento durante os processos de tratamento térmico.

Recozimento

Durante o processo de recozimento, o metal é aquecido a uma temperatura específica, mantendo-o nessa temperatura para se transformar e depois resfriá-lo.

O recozimento é adequado para metais como alumínio, aço, cobre, prata e latão, e seu objetivo é diminuir a dureza do metal enquanto aumenta sua ductilidade. Então, em outras palavras, o recozimento é o oposto do endurecimento.

Quanto ao processo de resfriamento, pode ser mais rápido ao recozir prata, cobre ou latão. No entanto, ao trabalhar com aço, o resfriamento deve ocorrer de forma lenta e gradual para ser eficaz.

Normalizando

A normalização é essencialmente outra forma de recozimento. A diferença é que o metal é aquecido a uma temperatura mais alta .

Uma vez aquecido, o metal é mantido nessa temperatura crítica até a transformação, e então o ar é resfriado. O processo leva a grãos austeníticos menores, com resfriamento a ar ajudando a produzir grãos ferríticos e mais refinados.

O objetivo da normalização é remover a tensão interna dos metais , o que pode levar à falha do metal quando não cuidado. Uma vez que o metal esteja normalizado, os técnicos usam o endurecimento para fortalecer o material e garantir o sucesso do processo de fabricação.

Por que os metais são tratados termicamente?

O tratamento térmico de metais é uma parte imperativa da fabricação de metais . Sem o processo, não seria possível produzir peças para dispositivos e equipamentos, pois eles não funcionariam adequadamente.

O tratamento térmico garante que metais como aço e alumínio sejam fortes o suficiente para suportar aplicações específicas. Por exemplo, metais tratados termicamente são usados ​​em aviões, carros e outros produtos que dependem de metais com maior força e resistência.

Os processos de tratamento térmico também melhoram a durabilidade dos metais. É por isso que os metais tratados termicamente se tornaram o núcleo das máquinas econômicas , pois são mais eficientes e menos propensos a danos.

No entanto, o tratamento térmico de metal não oferece apenas benefícios de aplicação. Ele também oferece inúmeras vantagens para os fabricantes. Por exemplo, um processo de tratamento térmico alivia as tensões internas dentro do material, tornando-o muito mais fácil de soldar ou usinar.

Se fôssemos resumir todas as vantagens dos processos de tratamento térmico, a lista incluiria o seguinte:

• Aumento da resistência do material, tornando-o mais dúctil e flexível;
• Redução das tensões internas, tornando o material mais fácil de soldar ou usinar;
• Maior fragilidade;
• Propriedades de resistência ao desgaste introduzidas no material;
• Melhorou as propriedades elétricas e magnéticas dos metais.

Principais conclusões

Resumindo, o tratamento térmico para metais é um processo de aquecimento, imersão e resfriamento do material. Durante o processo de tratamento térmico, o metal altera sua microestrutura, resultando em maior resistência, durabilidade, fragilidade e flexibilidade.

Existem vários tipos de processos de calor de metal, sendo os mais comuns endurecimento, revenimento, recozimento e normalização. E embora todos sigam os mesmos processos, seus propósitos são diferentes.

O tratamento térmico é vital para melhorar as propriedades mecânicas do metal, resultando em uma melhor compatibilidade do material com outros materiais e peças.

É por isso que os metais tratados termicamente são usados ​​em aplicações e produtos que exigem maior resistência e resistência, como aviões, carros ou máquinas.

No entanto, embora o tratamento térmico possa melhorar os produtos, ele deve ser realizado por técnicos qualificados. É aqui que a Usinagem de Precisão Gensun pode ajudar. Entre em contato conosco hoje para saber mais sobre nossos serviços e ver como podemos ajudá-lo em seus projetos.