Como o Tratamento Térmico Melhora Peças Metálicas: Resistência, Alívio de Tensão e Usinabilidade

O tratamento térmico visa melhorar propriedades mecânicas dos materiais, eliminar tensões residuais e melhorar a usinabilidade dos metais. Conforme o propósito, divide-se em duas categorias: tratamento térmico preliminar e tratamento térmico final.

Tratamento Térmico Preliminar

Objetivo: melhorar desempenho de usinagem, eliminar tensão interna, preparar boa estrutura metalográfica para tratamento final. Processos: recozimento, normalização, envelhecimento, têmpera e revenimento.

(1) Recozimento e Normalização

Usados para blanks de processo a quente. Aço carbono e liga com C > 0,5%: recozimento para reduzir dureza e facilitar corte. C < 0,5%: normalização para evitar dureza muito baixa (gruda na ferramenta). Ambos refinam grãos e uniformizam estrutura, preparando para tratamento posterior. Geralmente após fabricação do blank e antes do desbaste.

(2) Tratamento de Envelhecimento (Aging)

Principalmente elimina tensão interna gerada na fabricação do blank e usinagem.

• Peças precisão geral: um envelhecimento antes do acabamento (evita excesso de transporte).
• Peças alta precisão (ex: caixa de mandriladora de coordenadas): dois ou vários envelhecimentos.
• Peças simples: geralmente não envelhecem.

Além de fundidos, para peças de precisão com baixa rigidez (ex: fusos de precisão), para eliminar tensão gerada na usinagem e estabilizar precisão, múltiplos envelhecimentos entre desbaste e semiacabamento. Alguns eixos: envelhecimento após retificação.

(3) Revenimento (Tempering/Quenching and Tempering)

Têmpera + revenimento em alta temperatura. Obtém estrutura de sorbita revenida uniforme e fina, preparando para têmpera de superfície e nitreta posterior para reduzir deformação. Logo, revenimento também pode ser tratamento preliminar.

Devido às melhores propriedades mecânicas globais após têmpera e revenimento, algumas peças que não exigem alta dureza e resistência ao desgaste também o usam como tratamento final.

2. Tratamento Térmico Final

Objetivo: melhorar propriedades mecânicas como dureza, resistência ao desgaste e resistência.

(1) Têmpera (Quenching)

Têmpera superficial e têmpera total. Superficial amplamente usada: pequena deformação, oxidação e descarbonetação superficiais; alta resistência externa, boa resistência ao desgaste, mantém boa tenacidade interna e resistência a impacto. Para melhorar propriedades de peças temperadas superficialmente, tratamento como têmpera e revenimento ou normalização frequentemente necessário como preliminar. Rota geral: blank–forjamento–normalização (recozimento)–desbaste–têmpera e revenimento–semiacabamento–têmpera superficial–acabamento.

(2) Cementação e Têmpera (Carburizing and Quenching)

Adequado para aço baixo carbono e baixa liga. Aumenta teor de carbono da camada superficial. Após têmpera, superfície atinge alta dureza; núcleo mantém certa resistência, alta tenacidade e plasticidade. Cementação: total ou parcial. Parcial: medidas antisseepagem (cobramento de cobre ou material antisseepagem) na parte não cementada. Deformação grande; profundidade 0,5–2 mm → processo entre semiacabamento e acabamento.

Rota: blank–forjamento–normalização–desbaste e semiacabamento–cementação e têmpera–acabamento.

Se parte não cementada adota plano de remover camada cementada excedente após aumentar folga: processo de remoção após cementação e antes de têmpera.

(3) Nitretação (Nitriding)

Tratamento que faz átomos de nitrogênio penetrar na superfície metálica, formando camada de compostos nitrogenados. Camada melhora dureza superficial, resistência ao desgaste, resistência à fadiga e corrosão. Temperatura baixa → deformação pequena; camada fina (≤ 0,6–0,7 mm) → processo o mais tardar possível. Para reduzir deformação na nitretação, geralmente exige revenimento em alta temperatura para alívio de tensão após corte.