termoquimicos

Os tratamentos termoquOs tratamentos termoqumicosmicos

Os tratamentos termoquOs tratamentos termoqumicosmicos

Turma 6821Turma 6821

Arthur Galvo, FArthur Galvo, Fbio Borges, Israel Lima e Vitor Alexbio Borges, Israel Lima e Vitor Alex

Tratamentos TermoquTratamentos Termoqumicos?micos?

Os tratamentos termoquOs tratamentos termoqumicos so tambmicos so tambm conhecidos m conhecidos como tratamentos de endurecimento superficial (que como tratamentos de endurecimento superficial (que sua principal finalidade)sua principal finalidade)A modificaA modificao da composio da composio quo qumica se dmica se d por por difuso termoqudifuso termoqumica de elementos na superfmica de elementos na superfcie do cie do aao como: carbono, nitrognio e boro, entre outros. o como: carbono, nitrognio e boro, entre outros. Pode ser usado tambPode ser usado tambm pra adquirir propriedades m pra adquirir propriedades como resistncia como resistncia fadiga, fadiga, corroso e corroso e oxidaoxidao em o em altas temperaturasaltas temperaturas

so os tratamentos que visam o endurecimento so os tratamentos que visam o endurecimento superficial dos asuperficial dos aos, pela modificaos, pela modificao parcial da sua o parcial da sua composicomposio quo qumica e aplicamica e aplicao simultnea de um o simultnea de um tratamento ttratamento trmicormico Vicente Chiaverini (modificado)Vicente Chiaverini (modificado)

Tratamentos TermoquTratamentos Termoqumicos!micos!Necessidade: Uma peNecessidade: Uma pea com uma boa resistncia ao a com uma boa resistncia ao choque e dureza elevada na superfchoque e dureza elevada na superfcie e um ncie e um ncleo cleo ddctil e tenazctil e tenaz

Problema: Incompatibilidade de propriedades nos aProblema: Incompatibilidade de propriedades nos aos os carbonoscarbonos

ResoluResoluo: A dureza importante o: A dureza importante a dureza superficial. a dureza superficial. Portanto endurece a superfPortanto endurece a superfcie mantendo o ncie mantendo o ncleo cleo tenaztenaz

Processo da resoluProcesso da resoluo: Tratamentos Termoquo: Tratamentos Termoqumicos, micos, conhecidos como tratamento de endurecimento conhecidos como tratamento de endurecimento superficial superficial

Tipos de TratamentosTipos de TratamentosTermoquTermoqumicosmicos

1.1. CementaCementao (C)o (C)2.2. NitretaNitretao (N)o (N)3.3. CianetaCianetao (CN) (CNX)o (CN) (CNX)4.4. CarbonitretaCarbonitretao (C + N)(C >N)o (C + N)(C >N)5.5. NitrocarbonetaNitrocarbonetao (C + N) (N >C)o (C + N) (N >C)6.6. BoretaBoretao (B)o (B)7.7. Tratamentos Termorreativos (CX + NX + Tratamentos Termorreativos (CX + NX +

CCyyNNzzX) (V, Nb, Ta, Cr , W e Mo)X) (V, Nb, Ta, Cr , W e Mo)

Difuso TermoquDifuso Termoqumica?mica?

a mata matria sendo transportada atravria sendo transportada atravs da s da matmatriaria

No caso da ligas a difuso realizada concomitantemente pela: Superfcie Contorno de Gro Atravs do volume slido (Gro)Dentro dos gros a movimentao dos tomos se d: Atravs dos defeitos na rede cristalina Atravs dos interstcios Forosamente substituindo tomos

Difuso TermoquDifuso Termoqumica?mica?

Difuso Termoqumica recebe este nome pois a energia de ativao trmica:

Q volume (gro) > Q contorno de gro > Q superfcieFacilidade de difuso inversamente proporcional a

maior quantidade de energia de ativao (coeficiente de difuso)

Fotomontagem da CementaFotomontagem da Cementaoo

CementaCementao ou Carbonetao ou CarbonetaooDefinio: Introduo de Carbono na superfcie do ao de modo que

quando depois de temperado tenha uma superfcie mais dura.Mais empregado; Mais antigo (Romanos); Seguido por tmpera

(produzindo Martensita)Tipos Cementao: A alta temperatura Slida ou em caixa Liquida Gasosa Vcuo Plasma ou InicaAnlise da camada cementada: Concentrao de carbono antes do tratamento (-C) (+C) Tempo do tratamento (+t) (+C) Temperatura (+T) (+C) Agente Carbonetante (Facilidade de fornecer carbono) Velocidade de Fornecimento do Agente Carbonetante (Vcontr) (+C)

CementaCementao o alta alta temperaturatemperatura

ReaReaes Fundamentaises FundamentaisCementaCementao ou Carbonetao ou Carbonetaoo

2 CO + 3 Fe Fe3C + CO2Gs carbnico

CH4 + 3 Fe Fe3C + 2 H2Gs Metano

CementaCementao ou Carbonetao ou Carbonetaoo

Tratamentos Trmicos nacementao:

Normalizao (Anterior) (Para permitirUsinagem -Retificao)

Tmpera (Posterior) (Transformaoem Martensita Microconstituinte maisduro)

Profundidades da camada difusa Em mdia 0,8 a 1,0%C (t, T)

CementaCementao So Slida ou em Caixalida ou em Caixa

Carvo + O2 CO2Carvo + CO2 CO

gs txico e muito venenoso(250X)(CO>O2)

BaCO3 + Carvo BaO + CO + Energiasubstncia ativadora (ou outros carbonatos)

[2 CO + 3Fe Fe3C + CO2][(C) + 3Fe Fe3C ]


Substncias carbonceas so slidas portanto cementao slida

Misturas carburizantes: carvo de madeira;aglomerado com 5% 20% de leo comum ou leo de linhaa; uma substncia ativadora (50% 70% de carbonato de brio)

CementaCementao So Slida ou em Caixalida ou em Caixa Utilizao de grande variedade de Fornos

Precisam de resfriamento lento aps a cementao

Dificuldade de desempacotamento das peas

Processo de cementao mais lento

Temperaturas usuais: 815 a 955C (s vezes 1095C)

Profundidade da camada cementada (0,6 a 6,9mm)

Material das caixas: ao carbono revestida de alumnio > ao inox > ao C


Forno Industrial Jung TT 200

CementaCementao gasosao gasosa

CH4 (C) + H2 80 a 90% do gs natural (gs metano)

C2H6 (C) + CH4 + H210 a 20% do gs natural (gs etano)

C3H8 (C) + XC2H6 + YCH4 + 2H2(gs propano)

CH4 (C) + H2(gs metano)+ gs veiculo (diluir o gs cementante e no deixar diminuir a temperatura devido as reaes)

CementaCementao gasosao gasosaCaractersticas:Cementao mais limpa que a slidaTratamento mais complexo (segurana, controle e tcnica de operao)Profundidade da camada cementada: 0,5 a 2,0mmEquipamento de cementao gasosa bastante caro (Possibilidade de Processo continuo)Temperatura e tempo (profundidade de difuso)Possibilita tmpera direta (Evitando o resfriamento)


Forno para cementao gasosa atmosfera controlada


Equipamento para cementao gasosa processo continuo

CementaCementao Lo LquidaquidaCementao provocada por um banho de sal fundido

Constituinte

Composio do banho, %

Camada de pequena espessuraBaixa temperatura

(840 a 900C)

Camada de grande espessuraAlta temperatura(900 a 955C)

Cianeto de sdio 10 a 23 6 a 16

Cloreto de brio 0 a 40 30 a 35

Outros sais alcalinos 0 a10 0 a 10

Cloreto de potssio 0 a 25 0 a 20

Cloreto de sdio 20 a 40 0 a 20

Carbonato de sdio 30 max 30 max

Aceleradores de outros compostos de metais alcalino-ferrosos

0 a 5 0 a 2

Cianeto de sdio 1 max 0,5 max

CementaCementao Lo Lquidaquida

2 NaCN Na2CN2 + (C)2 CO + 3Fe Fe3C + CO2NaCN + CO2 NaCNO + COProfundidade da camada cementada:

Banhos para baixa temperatura:0,13 a 0,25mm

Banhos para alta temperatura:0,5 a 3,0mm

Proteo efetiva contra a descarbonetao

Produz resduos de txicos de cianeto (Processo de Durofer)(polmero)


Forno para cementao lquida- com aquecimento externo


Forno para cementao lquida- com aquecimento interno

CementaCementao a Vo a VcuocuoProcesso similar a cementao gasosa s que os gases so evacuados

e preenchidos com gs nitrognio

Temperado imediatamente em leo

CementaCementao a Vo a Vcuocuo

Forno de cmara simples

CementaCementao a Vo a Vcuocuo

Forno de cmara dupla

AAos para Cementaos para Cementaoo

AAos Carbonoos Carbono superfcie resistente ao desgaste com ncleo tenaz 1016 / 1018 / 1019 / 1022 peas pequenas / temperadas em gua aplicaes onde no exigido baixa distoroAAos baixaos baixa--ligaliga superfcie resistente ao desgaste / ncleo resistente e

dtil 4023 / 5110 / 4118 / 8620 / 4620 temperados em leo / baixa distoroAAos mos mdiadia--ligaliga aplicaes onde exigido menor distoro 4320 / 4817 / 9310

Microestrutura cementadaMicroestrutura cementada

NitretaNitretaooDefinio: Introduo de Nitrognio na superfcie do

aoTemperatura do tratamento: 500 a 570CNo necessrio tmpera posteriorTipos de nitretao: Gasosa Lquida Inica ou a plasmaRazes de se fazer a nitretao Obter altssima dureza superficial (70Rc) e alta

resistncia ao desgaste Melhorar a resistncia fadiga e a corroso (exceto

para os aos inoxidveis)

NitretaNitretao o (diagrama de equil(diagrama de equilbrio Febrio Fe--N)N)

NitretaNitretao a go a gss

NitretaNitretao a go a gssAos empregados: Aos de baixa liga contendo alumnio

Aos de mdio carbono, ao cromo, das sries 41xx, 43xx, 51xx, 61xx, 86xx, 87xx e 98xx

Aos ferramenta com 5% cromo

Aos inoxidveis nitrnicos, Ferrticos, Martensticos

Aos conter alumnio ou cromo (Ideal srie Nitraloy 1%Al e 1,2%Cr)

NitretaNitretao a go a gss Tmpera e revenimento a 25C acima da

temperatura de nitretao para garantir estabilidade dimensional

Usinagem grosseira

Revenimento para alvio de tenses (500a 600C)

Usinagem Final

Nitretao

Retfica


Forno de Nitretao gasosa

NitretaNitretao a plasmao a plasma

Nitretao a plasma

NitretaNitretao Liquidao Liquida

NitretaNitretaoo

Pea nitretada

CianetaCianetaooConsiste em aquecer o ao em temperatura

acima da linha de autenitizao, em sal fundido, de modos que a superfcie do ao absorva carbono e nitrognio

Banhos de sal: 30 a 97% de cianeto de sdio 2 a40% carbonato de sdio 0 a 30% de cloreto de sdioTemperatura de Tratamento: 760 e 870CEquipamentos da cementao lquida

CarbonitretaCarbonitretaoo

Pea carbonitretada

NitrocarbonetaNitrocarbonetao ou Nitrocementao ou Nitrocementaoo

Tipos deNitrocarbonetao:

FerrticaOxinitrocarbonetaoAustentica

NitrocabonetaNitrocabonetao:o:PePea oxinitrocarbonetadaa oxinitrocarbonetada

BoretaBoretaooTipos de Boretao: Gasosa Lquida Slida ou Pastosa Boretao com adio de outras propriedades (+ X):

Boroaluminizao (Al) Borossiliconizao (Si) Borocromizao (Cr) Borocromotitanizao (Cr + Ti) Borovanadizao (V) Borocromovanadizao (Cr + V)

TermorreaTermorreaoo

um processo de difusomas tambm considerado dedeposio

Comparativo de dureza superficial

termoquimicos

Documents