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Tratamentos Térmicos e Termoquímicos Alunos: Fernando Rodrigues Carlos Eduardo Ramada.

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1 Tratamentos Térmicos e Termoquímicos Alunos: Fernando Rodrigues Carlos Eduardo Ramada

2 Generalidades Há muitos séculos atrás o homem descobriu que com aquecimento e resfriamento podia modificar as propriedades mecânicas de um aço, isto é, torná- los mais duro, mais mole, mais maleável, etc. Há muitos séculos atrás o homem descobriu que com aquecimento e resfriamento podia modificar as propriedades mecânicas de um aço, isto é, torná- los mais duro, mais mole, mais maleável, etc.

3 Generalidades Mais tarde, descobriu também que a rapidez com que o aço era resfriado e a quantidade de carbono que possuía influíam decisivamente nessas modificações. Mais tarde, descobriu também que a rapidez com que o aço era resfriado e a quantidade de carbono que possuía influíam decisivamente nessas modificações.

4 Tratamento Térmico É o conjunto de operações de aquecimento e resfriamento a que são submetidos os aços, sob condições controladas de temperatura, tempo, atmosfera e velocidade de resfriamento, com o objetivo de alterar as suas propriedades ou conferir-lhes características determinados. É o conjunto de operações de aquecimento e resfriamento a que são submetidos os aços, sob condições controladas de temperatura, tempo, atmosfera e velocidade de resfriamento, com o objetivo de alterar as suas propriedades ou conferir-lhes características determinados.

5 Tratamento Térmico Principais objetivos do tratamento térmico: Principais objetivos do tratamento térmico: - Aumento ou diminuição da dureza; - Aumento da resistência mecânica; - Melhora da ductilidade; - Melhora da usinabilidade ; - Melhora da resistência ao desgaste; - Melhora das propriedades de corte; - Melhora da resistência à corrosão; - Melhora da resistência ao calor; - Modificação das propriedades elétricas e magnéticas.

6 Tratamento Térmico Tipos de Tratamento: Tipos de Tratamento: - Recozimento; - Normalização; - Têmpera e Revenimento; - Coalescimento (Esferoidização); - Austêmpera; - Martêmpera.

7 Recozimento Visa reduzir a dureza do aço, aumentar a usinabilidade, facilitar o trabalho a frio ou atingir a microestrutura ou as propriedades desejadas. Visa reduzir a dureza do aço, aumentar a usinabilidade, facilitar o trabalho a frio ou atingir a microestrutura ou as propriedades desejadas. Forno de Recozimento

8 Recozimento O recozimento é composto por 3 estágios: O recozimento é composto por 3 estágios: - Recuperação Re-arranjo das discordâncias, configurações mais estáveis e sem efeito sensível sobre as propriedades do material - Recristalização Grande alteração na microestrutura do metal. - Crescimento de Grão Absorção por parte de alguns grãos dos grãos circunvizinhos.

9 Normalização A normalização consiste na austenitização completa do aço, seguida de resfriamento ao ar. Tem por objetivo refinar e homogeinizar a estrutura do aço, conferindo-lhe melhores propriedades do que o recozimento. As condições de aquecimento do material são as idênticas às que ocorrem no recozimento. Porém o resfriamento é mais rápido: ao ar. A normalização consiste na austenitização completa do aço, seguida de resfriamento ao ar. Tem por objetivo refinar e homogeinizar a estrutura do aço, conferindo-lhe melhores propriedades do que o recozimento. As condições de aquecimento do material são as idênticas às que ocorrem no recozimento. Porém o resfriamento é mais rápido: ao ar.

10 Normalização Esquemas de Normalização

11 Têmpera e Revenimento Têmpera Têmpera - Tem como objetivo a obtenção de uma microestrutura que proporcione propriedades de dureza e resistência mecânica elevadas. Neste processo, a região a ser temperada é inicialmente aquecida à temperatura de austenitização e em seguida, é submetida a um resfriamento rápido, em geral ao óleo ou ao ar.

12 Têmpera e Revenimento Revenido. Revenido. - Tratamento térmico, realizado após a têmpera, para reduzir a fragilidade, aliviar as tensões, diminuir a dureza e melhorar a tenacidade

13 Têmpera e Revenimento Há um tipo especial de Têmpera: a Têmpera Superficial. Ela tem por objetivo produzir um endurecimento superficial, pela obtenção de martensita apenas na camada externa do aço. Não exige forno. Há um tipo especial de Têmpera: a Têmpera Superficial. Ela tem por objetivo produzir um endurecimento superficial, pela obtenção de martensita apenas na camada externa do aço. Não exige forno. A Têmpera Superficial é dividida em dois tipos: A Têmpera Superficial é dividida em dois tipos: - Têmpera por Chama; - Têmpera por Indução;

14 Têmpera por Chama A superfícia a ser endurecida é rapidamente aquecida à temperatura de austenitização por intermédio de uma chama de oxiacetileno e é logo a seguir resfriada por meio de um borrifo de água A superfícia a ser endurecida é rapidamente aquecida à temperatura de austenitização por intermédio de uma chama de oxiacetileno e é logo a seguir resfriada por meio de um borrifo de água

15 Têmpera por Indução O calor é gerado na própria peça por indução eletromagnética, utilizando- se, para isso, bobinas de indução através das quais flui uma corrente elétrica, também ocorrendo o resfriamento posterior por borrifo de água. O calor é gerado na própria peça por indução eletromagnética, utilizando- se, para isso, bobinas de indução através das quais flui uma corrente elétrica, também ocorrendo o resfriamento posterior por borrifo de água.

16 Coalescimento Consiste num aquecimento e resfriamento subseqüente, em condições tais a produzir uma forma globular ou esferoidal de carboneto no aço. A esferoidização objetiva melhorar a usinabilidade de aços de alto carbono. Consiste num aquecimento e resfriamento subseqüente, em condições tais a produzir uma forma globular ou esferoidal de carboneto no aço. A esferoidização objetiva melhorar a usinabilidade de aços de alto carbono.

17 Austêmpera Aquecimento do aço à temperaturas acima da crítica, seguido de resfriamento rápido até o nível de temperaturas correspondentes à bainita. O aço é mantido a essa temperatura até que a transformação da austenita em bainita se complete. Aquecimento do aço à temperaturas acima da crítica, seguido de resfriamento rápido até o nível de temperaturas correspondentes à bainita. O aço é mantido a essa temperatura até que a transformação da austenita em bainita se complete.

18 Martêmpera Obtém a martensita como microstrutura, como na têmpera. O tratamento difere da têmpera comum, porque ao atingir a linha de início de transformação o resfriamento é retardado, se formando mais lentamente. Obtém a martensita como microstrutura, como na têmpera. O tratamento difere da têmpera comum, porque ao atingir a linha de início de transformação o resfriamento é retardado, se formando mais lentamente.

19 Tratamentos Termoquímicos Objetivo: Objetivo: Endurecimento superficial dos aços, pela modificação parcial de sua composição química e aplicação simultânea de um tratamento térmico.

20 Tratamentos Termoquímicos Tipos: Tipos: - Cementação; - Nitretação; - Carbonitretação; - Cianetação; - Boretação.

21 Cementação Tratamento termo-químico que consiste em aumentar-se o teor de carbono na superfície do material, mantendo-se um núcleo dúctil, através da difusão do carbono. Normalmente é seguido de têmpera. Tratamento termo-químico que consiste em aumentar-se o teor de carbono na superfície do material, mantendo-se um núcleo dúctil, através da difusão do carbono. Normalmente é seguido de têmpera. Há líquida tipos principais de cementação: Há líquida tipos principais de cementação: - Sólida (em caixa); - Gasosa; - Líquida;

22 Cementação Sólida A substância fornecedora de carbono é sólida (misturas carborizantes). A substância fornecedora de carbono é sólida (misturas carborizantes). As peças são colocadas em caixas metálicas envoltas pela mistura carborizante. As caixas são colocadas no forno. As peças são colocadas em caixas metálicas envoltas pela mistura carborizante. As caixas são colocadas no forno.

23 Cementação Gasosa A substância carbonácea é uma atmosfera gasosa como o CO ou gases derivados de hidrocarbonetos. A substância carbonácea é uma atmosfera gasosa como o CO ou gases derivados de hidrocarbonetos.

24 Cementação Líquida O meio carborizante é um sal fundido com composição química variável. O meio carborizante é um sal fundido com composição química variável.

25 Nitretação Objetiva o endurecimento superficial de aços por absorção de nitrogênio. Objetiva o endurecimento superficial de aços por absorção de nitrogênio. Propicia elevada além de alta dureza superficial, resistência ao desgaste, à fadiga, à corrosão e ao calor. Propicia elevada além de alta dureza superficial, resistência ao desgaste, à fadiga, à corrosão e ao calor. É normalmente realizada em fornos com atmosfera controlada, rica em Nitrogênio (em geral NH3) É normalmente realizada em fornos com atmosfera controlada, rica em Nitrogênio (em geral NH3) Pode ser à gás ou líquida (banho de sal). Pode ser à gás ou líquida (banho de sal).

26 Cianetação Aquecimento do aço à temperatura acima da crítica em um banho de sal de cianeto fundido. Absorvendo assim, carbono e nitrogênio simultaneamente. Aquecimento do aço à temperatura acima da crítica em um banho de sal de cianeto fundido. Absorvendo assim, carbono e nitrogênio simultaneamente. Obtém-se superfície dura e resistência ao desgaste. Obtém-se superfície dura e resistência ao desgaste.

27 Carbonitretação O meio carbonitretante é uma atmosfera gasosa de carbono e nitrogênio. O meio carbonitretante é uma atmosfera gasosa de carbono e nitrogênio.

28 Boretação Introdução de Boro por difusão, obtendo-se boreto de ferro, de dureza muito elevada. Introdução de Boro por difusão, obtendo-se boreto de ferro, de dureza muito elevada.

29 Referência Bibliográfica: Chiaverini, Vicente Tecnologia Mecânica, Vol.III; 3ª Ed.


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