Trat Term e Termoquimicos

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06/08/2012 68

Tecnologia dos Materiais I – Prof. Heiter Ewald ([email protected]) – IFES - Aracruz

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Tratamentos Térmicos e Termoquímicos Materiais - Prof. Heiter Ewald ([email protected])

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TRATAMENTO TÉRMICO DOS AÇOS

• Há muitos séculos atrás o homem descobriu que com aquecimento e resfriamento podia modificar as propriedades mecânicas do aço, isto é, torná-lo mais duro, mais mole, mais maleável, etc.

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



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TRATAMENTOS TÉRMICOS

• Finalidade:

Alterar a microestrutura e, como consequência, as propriedades mecânicas das

ligas metálicas.



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06/08/2012 71


Aço + tratamento térmico

O tratamento térmico está associado diretamente com o

tipo de aço. Portanto, deve ser escolhido

desde o início do projeto

TRATAMENTOS TÉRMICOS



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PRINCIPAIS TRATAMENTOS TÉRMICOS

Tratamentos Térmicos

Recozimento Normalização Têmpera

e Revenido



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06/08/2012 73


RECOZIMENTO

• Tratamento térmico onde um material é exposto a uma

temperatura elevada durante um período de tempo prolongado.

• Objetivos:

1. Alívio de tensões;

2. Reduzir a resistência e a dureza, aumentar tenacidade e ductilidade;

3. Produzir microestrutura desejada.



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06/08/2012 74


RECOZIMENTO

• Qualquer processo de recozimento consiste em três estágios:

• Aquecimento até a temperatura desejada;

• Manutenção ou “encharque” naquela temperatura;

• Resfriamento, geralmente até a temperatura ambiente.

• O tempo é um parâmetro importante nesses procedimentos.

• Deve-se tomar muito cuidado com os gradientes de temperatura entre a parte de dentro e de fora das peças que podem dar origem a tensões internas e, consequentemente, trincas e empenamento.

• A temperatura de recozimento também é um fator importante. O recozimento pode ser acelerado uma vez que processos difusivos estão envolvidos.



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NORMALIZAÇÃO

• Tratamento térmico realizado em aços que foram deformados plasticamente , por exemplo, por laminação com o objetivo de reduzir o tamanho de seus grãos e assim aumentar sua tenacidade.

• Após a austenitização o material é resfriado ao ar.



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TÊMPERA E REVENIDO

• Resfriamento rápido (água), com posterior resfriamento em forno.

• Objetivos:

1. Formar martensita revenida (estrutura que combina resistência e tenacidade)

• Martensita – estrutura dura e frágil, com o revenimento reduz a dureza e aumenta a tenacidade (reduz tensões internas e diminui a fragilidade da peça).

Apenas em aços com

teores de carbono

acima de ~ 0,3%



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TRATAMENTOS SUPERFICIAIS

• Têmpera superficial

• Tratamentos termoquímicos



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TÊMPERA SUPERFICIAL

• Endurecimento superficial: superfície dura com núcleo dúctil e tenaz.

• Aquece-se a superfície até a temperatura de têmpera utilizando uma chama oxiacetilênica, bobina por indução eletromagnética ou laser, seguido por resfriamento rápido.



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TEMPERABILIDADE = ENDURECIBILIDADE

• Termo usado para descrever a habilidade de uma liga em ser endurecida pela formação de martensita como resultado de um dado tratamento térmico.

• Medida qualitativa da taxa na qual a dureza cai com a distância, em direção ao interior de uma amostra, como resultado de um menor teor de martensita.

• Capacidade de formar martensita a uma determinada profundidade em uma peça.



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ENSAIO JOMINY

• Procedimento padrão amplamente utilizado para determinar a endurecibilidade.

• É utilizado um corpo-de-prova cilíndrico de 1 polegada de diâmetro e 4 polegadas de comprimento. Esse CP é austenitizado, retirado do forno e montado em um suporte para que seja resfriado com um jato de água. Após o resfriamento é feito um chanfro e é medida a dureza ao longo do CP para produzir a curva de endurecibilidade.

• Cada aço possui sua própria e exclusiva curva de endurecibilidade.



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ENSAIO JOMINY



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ENSAIO JOMINY



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MARTÊMPERA

• Tratamento térmico que visa diminuir o problemas das tensões de resfriamento da têmpera.

• O resfriamento é interrompido por alguns instantes a uma temperatura pouco superior a temperatura de início da transformação martensítica para eliminar ou diminuir os gradientes térmicos.

• A martêmpera emprega banho de sal ou óleo.

• Permite um maior controle dimensional e menor perda por trincas e empenos.

• O custo é maior em relação a têmpera convencional.



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MARTÊMPERA



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AUSTÊMPERA

• Transformação isotérmica para a produção da bainita.

• O principal objetivo é obter produtos com alta ductilidade e resistência ao impacto, sem perda expressiva de dureza.

• O resfriamento é feito em banho de sal, óleo ou chumbo.

• Seu custo é competitivo com o da têmpera e revenido, porém só é aplicável a um pequeno grupo de aços.



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AUSTÊMPERA



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06/08/2012 87


TRATAMENTOS TERMOQUÍMICOS SUPERFICIAIS

• Visam o endurecimento superficial dos aços pela modificação parcial de sua composição química a alta temperatura no estado sólido.

• Principais tratamentos termoquímicos:

• Cementação;

• Nitretação;

• Cianetação ou carbonitretação líquida;

• Carbonitretação;

• Boretação.



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CEMENTAÇÃO

• A cementação é um tratamento que consiste em aumentar a porcentagem de carbono numa fina camada externa da peça.

• Pode ser feito em meio gasoso, líquido ou sólido.

• A atmosfera do local de tratamento deve ter concentração de carbono maior que na peça.

• Em geral feito em aços com teor de carbono menor que aproximadamente 0,3%.

• A peça deve estar a altas temperaturas para permitir difusão do carbono na mesma.

• Deve ser feita têmpera posterior.



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CEMENTAÇÃO



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• A nitretação é um tratamento que consiste em aumentar a porcentagem de nitrogênio numa fina camada externa da peça.

• Pode ser feito em meio gasoso ou líquido.

• Ocorre em temperaturas menores que a cementação (entre 500 e 570°C).

• Forma-se uma camada de alta dureza.

• Melhora a resistência à corrosão e ao amolescimento.

NITRETAÇÃO



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CIANETAÇÃO OU CARBONITRETAÇÃO LÍQUIDA

• A cianetação é um tratamento que consiste em aumentar a porcentagem de carbono e nitrogênio numa fina camada externa da peça.

• Feito em meio líquido.



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CARBONITRETAÇÃO

• A carbonitretação é um tratamento que consiste em aumentar a porcentagem de carbono e nitrogênio numa fina camada externa da peça.

• Feito em meio gasoso.



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Tecnologia dos Materiais I – Prof. Heiter Ewald ([email protected]) – IFES - Aracruz 93

BORETAÇÃO

• A boretação consiste no enriquecimento superficial de boro.

• Pode ser gasosa, líquida ou sólida.

• Processo caro e necessita alta tecnologia.

• A microdureza das camadas boretadas é muito alta.



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06/08/2012 94


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