O que é Processos de Tratamento Térmico?

O tratamento térmico é definido como um processo combinado de aquecimento e resfriamento de metal para alterar as propriedades físicas e mecânicas de um material. O tratamento térmico está sendo usado para homogeneizar a liga de metal fundido para melhorar sua capacidade de trabalho em temperaturas muito altas, para alterar a microestrutura de forma a atingir as propriedades mecânicas desejadas. Para realizar o processo de tratamento térmico, a segurança é a primeira prioridade de quem está lidando com ele, pois no processo grande quantidade de calor liberado, se algo der errado pode resultar em problemas gravíssimos. O processo de tratamento térmico é realizado no forno e nos fornos onde a temperatura está mudando conforme a necessidade e o metal no processo deve ser executado, além disso, os gases são usados ​​para controlar a atmosfera para o processo específico de tratamento térmico. Quando o metal entra em contato com a atmosfera, existe a possibilidade de que o metal possa reagir com a atmosfera e envolver a reação química. Na atmosfera, muitos gases e umidade estão presentes que podem afetar o processo de tratamento térmico, por isso, antes de realizar qualquer processo de tratamento térmico, a atmosfera do espaço específico deve ser mantida. Reduz o efeito da oxidação nos componentes que estão sendo tratados.

O tratamento térmico está associado ao aumento da resistência do material, mas não está associado apenas à resistência. Também altera os aspectos de fabricação, como melhorar a usinagem, a conformabilidade e, quando a operação supera o material, restaura a ductilidade no resfriamento.

O objetivo do processo de tratamento térmico.

• Refinar o tamanho do grão.
• Aumenta a usinabilidade do material
• Elimine a tensão residual interna.
• Elimine gases que fragilizam o aço.
• Altere a composição da superfície por difusão.
• Para alcançar as propriedades mecânicas, físicas ou químicas desejadas do material.
• Amolecendo novamente o aço endurecido.

Os parâmetros que afetam a composição e as propriedades dos materiais do metal são os seguintes.

1. Atmosfera
2. Chapeamento de superfície
3. Difusão de superfície
4. Resfriando
5. Aquecimento
6. Entrada de trabalho
7. Hora

Classificação do Processo de Tratamento Térmico:

O tratamento térmico pode ser classificado nos seguintes tipos.

Processo de tratamento térmico comum:

1. Homogeneização
2. Recozimento
3. Normalização

O tratamento usado para alterar as propriedades da superfície (química).

1. Carburação
2. Nitretação
3. Carbonitretação 
4. Nitro cementação

O tratamento usado para alterar a estrutura de fase.

1. Endurecimento
2. Temperamento
3. Encruamento por indução.

Processo de tratamento especial

1. Sinterização

A introdução básica de todos esses processos de tratamento térmico é apresentada abaixo.

Processo de tratamento térmico comum:

1. Homogeneização

A homogeneização é um processo de tratamento geral quando o material vai para a operação do que antes do início do tratamento real. A homogeneização é realizada para manter a temperatura igual em todo o material a ser tratado. Também é realizado para reduzir o efeito de testemunhagem causado pela composição química não uniforme.



2. Recozimento.

Como a palavra diz, primeiro o material está sendo aquecido a uma temperatura muito alta e depois resfriado lentamente. É um dos processos de tratamento térmico que é utilizado para aumentar a ductilidade do material e reduzir a dureza. Quando a dureza e a ductilidade do material se alteram, resulta na redução do deslocamento na estrutura cristalina de um material. O material está sendo aquecido na temperatura prefixada, segure por um certo tempo e comece a resfriar lentamente à temperatura ambiente. Se o material for aço, é realizado aquecendo o aço logo acima da temperatura crítica do aço, ou seja, 727 graus Celsius e permite que ele resfrie lentamente.

Etapas do processo de recozimento

1. Estágio de recuperação         
2. Estágio de recristalização
3. Fase de crescimento do grão.

3. Normalizando:

É o processo de tratamento térmico em que o material está sendo aquecido acima de 910 graus Celsius para completar a austenitização. Uma vez que o material atinge o estágio de austenitização, ele é resfriado na presença de ar para obter a perlita fina, que possui boa dureza e ductilidade. O processo de normalização é usado para o material ferroso para melhorar as propriedades mecânicas do material.

Química de superfície:

1.Carburação

Processo de tratamento térmico de cementação superficial, que é realizado na superfície do material para aumentar a dureza e resistência ao desgaste do metal. Como o nome indica, há uma adição de carbono na superfície do metal, especialmente aço de baixo carbono na temperatura pré-determinada. É também chamado de processo de cementação em que a parte do material com baixo teor de carbono é aquecida a altas temperaturas na presença de atmosfera gasosa rica em carbono. Quando o material está sendo aquecido em alta temperatura no ambiente de alto carbono, permita a difusão de átomos de carbono diretamente na superfície da peça onde o processo de carburação deve ser realizado. A quantidade de carbono que se difunde na superfície do metal depende do potencial de carbono da atmosfera, da temperatura de aquecimento e do tempo de exposição do material a essa temperatura. Para endurecer tanto o material da caixa quanto do núcleo, tem que ser feito uma têmpera rápida. Uma vez que a têmpera é feita, parte carbonizada do material é revenida para atender aos requisitos do cliente. Aumenta dramaticamente a ductilidade e tenacidade do material.


Diferentes métodos de cementação
Carburização de pacote
Carburização a gás
Carburização a vácuo
Carburização líquida

Vantagens da carburação:

• Pode ser executado em peças simples e complexas.
• Aumenta a dureza da superfície do material.
• Aumenta a resistência ao desgaste e à fadiga do material.

2. Nitretação:

É também um processo de tratamento térmico, pois o nome indica que o nitrogênio é adicionado à superfície do material, especialmente o aço. Existem dois métodos envolvidos no processo de nitretação, ou seja, processo gasoso e processo de plasma. No processo de nitretação, a peça do material está sendo aquecida a 600 graus Celsius na presença de gás e amônia dissociada e a dureza é alcançada pela formação de amônia da superfície da peça metálica. No processo gasoso, a amônia dissociada atua como fonte, enquanto no caso do plasma o íon nitrogênio se difunde na superfície do material. Na nitretação a gás, o processo de têmpera não é necessário, e desenvolve o hard case na parte do material a baixas temperaturas. Na nitretação a plasma as penetrações do furo cego não são possíveis e é um processo muito restrito.

Vantagens da nitretação

• Aumenta a vida útil à fadiga.
• Aumenta a resistência ao desgaste e à corrosão
• Alta dureza pode ser alcançada do que dureza cementada.
• Não há necessidade de extinção.
• Distorção mínima da peça.

3. Carbonitretação:


O processo de carbonitretação é realizado na superfície do material para produzir uma caixa dura e resistente ao desgaste. Como o nome indica, tanto o carbono quanto o nitrogênio estão envolvidos neste processo. A difusão do carbono e nitrogênio aumenta a temperabilidade do material, mais dura que o processo de carburação. Para realizar o processo de carbonitretação é necessária uma temperatura inferior à da cementação, pois esta distorção do material diminui. 0,5 a 0,8% de carbono e 0,2 a 0,4% são adicionados neste processo à superfície do material. Uma vez que a difusão ocorreu, os componentes são resfriados diretamente em óleo para evitar o craqueamento.

Vantagens:

• Alta dureza superficial e resistência ao desgaste.
• Aumenta a vida útil à fadiga em 30 a 100%.
• Devido à distorção de temperatura mais baixa reduzida.
• Bom para aplicação em alta temperatura.
• Aumenta a resistência à tração e o ponto de escoamento.

4. Nitrocarbonetação ferrítica:


É também um processo de cementação e usado para produzir uma superfície dura e resistente ao desgaste em materiais de aço de baixa qualidade. A nitro cementação ferrítica difunde nitrogênio e carbono no caso de uma peça de trabalho abaixo da temperatura crítica de 650 graus Celsius. A esta temperatura a microestrutura da peça ou material não se converte em fase austenítica, permanece na fase ferrítica, por isso é chamada de Nitrocarbonetação ferrítica.

O tratamento usado para alterar a estrutura da fase:

1. Endurecimento
2. Temperamento
3. Encruamento por indução.

1. Endurecimento

É usado basicamente para metais ferrosos. O metal é aquecido a uma temperatura predeterminada e, em seguida, resfriando-o rapidamente, colocando o metal aquecido no tanque cheio de água. Também pode ser resfriado ao ar para endurecer o metal. Aumenta a dureza e a resistência do metal, mas ao mesmo tempo aumenta a fragilidade do metal.



2. Revenimento

Quando o aço está sendo aquecido suas propriedades sofrem alterações como aumentos de dureza e fragilidade que são mais importantes para a aplicação prática. Quando o metal aquecido, ele se expande e, ao esfriar, sua forma encolhe. Durante o resfriamento do metal, as tensões internas são configuradas. Assim, o metal é temperado uma vez que a dureza é feita na superfície do metal para aliviar as tensões internas e reduzir a fragilidade. Na têmpera, o metal de processo está sendo aquecido a uma temperatura especificada e permite o resfriamento ao ar parado. A temperatura de revenimento é menor que a temperatura de dureza.



3. Endurecimento por indução

O endurecimento por indução é um processo de tratamento de superfície usado para endurecer a superfície de componentes de aço e ligas. As peças metálicas são colocadas dentro da bobina de cobre refrigerada a água.

Esta bobina de cobre é conectada à corrente alternada. A corrente é fornecida à bobina de cobre e as peças de metal sendo aquecidas acima da temperatura de transformação. Neste processo, a parte central do metal permanece inalterada ao calor. A peça é mantida dentro da bobina de cobre refrigerada a água até que a profundidade desejada de dureza seja alcançada. Uma vez que a dureza é alcançada, ela é temperada no óleo ou em algum outro meio, dependendo do material e da dureza necessária.

Processo de tratamento especial

1.Sinterização

A sinterização é um processo de tratamento térmico; é aplicado a um compacto de energia para transmitir a força e a integridade do material. O metal é aquecido abaixo da temperatura de fusão do material que evita a liquefação. O processo de sinterização reduz a porosidade do material e melhora as propriedades do metal, como resistência, dureza, condutividade térmica, etc.





Esta é a introdução básica do processo de tratamento térmico. Se você tiver alguma dúvida sobre este artigo, pergunte comentando. Se você gostou deste artigo, não se esqueça de compartilhá-lo nas redes sociais. Assine nosso site para mais artigos informativos. Obrigado por ler.