Tratamentos Térmicos Tratamentos Térmicos e Termoquímicose Termoquímicos

Alunos: Fernando RodriguesAlunos: Fernando Rodrigues

Carlos Eduardo RamadaCarlos Eduardo Ramada

GeneralidadesGeneralidades

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

GeneralidadesGeneralidades Mais tarde, Mais tarde,

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

Tratamento TérmicoTratamento Térmico

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

Tratamento TérmicoTratamento Térmico Principais objetivos do tratamento térmico:Principais objetivos do tratamento térmico:

- Aumento ou diminuição da dureza;- Aumento ou diminuição da dureza;- Aumento da resistência mecânica;- Aumento da resistência mecânica;- Melhora da ductilidade;- Melhora da ductilidade;- Melhora da usinabilidade ;- Melhora da usinabilidade ;- Melhora da resistência ao desgaste;- Melhora da resistência ao desgaste;- Melhora das propriedades de corte;- Melhora das propriedades de corte;- Melhora da resistência à corrosão;- Melhora da resistência à corrosão;- Melhora da resistência ao calor;- Melhora da resistência ao calor;- Modificação das propriedades elétricas e - Modificação das propriedades elétricas e magnéticas.magnéticas.

Tratamento TérmicoTratamento Térmico

Tipos de Tratamento:Tipos de Tratamento:

- Recozimento;- Recozimento;

- Normalização;- Normalização;

- Têmpera e Revenimento;- Têmpera e Revenimento;

- Coalescimento (Esferoidização);- Coalescimento (Esferoidização);

- Austêmpera;- Austêmpera;

- Martêmpera.- Martêmpera.

RecozimentoRecozimento Visa reduzir a dureza do aço, aumentar a Visa reduzir a dureza do aço, aumentar a

usinabilidade, facilitar o trabalho a frio ou usinabilidade, facilitar o trabalho a frio ou atingir a microestrutura ou as atingir a microestrutura ou as propriedades desejadas.propriedades desejadas.

Forno de Recozimento

RecozimentoRecozimento

O recozimento é composto por 3 estágios:O recozimento é composto por 3 estágios:- - RecuperaçãoRecuperação

Re-arranjo das discordâncias, configurações Re-arranjo das discordâncias, configurações mais estáveis e sem efeito sensível sobre as mais estáveis e sem efeito sensível sobre as propriedades do materialpropriedades do material

- - RecristalizaçãoRecristalização

Grande alteração na microestrutura do metal.Grande alteração na microestrutura do metal.

- - Crescimento de GrãoCrescimento de GrãoAbsorção por parte de alguns grãos dos grãos Absorção por parte de alguns grãos dos grãos

circunvizinhos.circunvizinhos.

NormalizaçãoNormalização A normalização consiste na A normalização consiste na

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

NormalizaçãoNormalização

Esquemas de Normalização

Têmpera e RevenimentoTêmpera e Revenimento

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

Têmpera e RevenimentoTêmpera e Revenimento

Revenido.Revenido.

- Tratamento térmico, realizado após a - Tratamento térmico, realizado após a têmpera, para reduzir a fragilidade, têmpera, para reduzir a fragilidade, aliviar as tensões, diminuir a dureza aliviar as tensões, diminuir a dureza e melhorar a tenacidadee melhorar a tenacidade

Têmpera e RevenimentoTêmpera e Revenimento Há um tipo especial de Têmpera: a Há um tipo especial de Têmpera: a

Têmpera Superficial. Ela tem por Têmpera Superficial. Ela tem por objetivo produzir um endurecimento objetivo produzir um endurecimento superficial, pela obtenção de superficial, pela obtenção de martensita apenas na camada externa martensita apenas na camada externa do aço. Não exige forno.do aço. Não exige forno.

A Têmpera Superficial é dividida em A Têmpera Superficial é dividida em dois tipos:dois tipos:

- Têmpera por Chama;- Têmpera por Chama;

- Têmpera por Indução;- Têmpera por Indução;

Têmpera por ChamaTêmpera por Chama

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

Têmpera por InduçãoTêmpera por Indução

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

CoalescimentoCoalescimento

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

AustêmperaAustêmpera

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

MartêmperaMartêmpera

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

Tratamentos TermoquímicosTratamentos Termoquímicos

Objetivo:Objetivo:

Endurecimento superficial dos aços, Endurecimento superficial dos aços, pela modificação parcial de sua pela modificação parcial de sua composição química e aplicação composição química e aplicação simultânea de um tratamento simultânea de um tratamento térmico.térmico.

Tratamentos TermoquímicosTratamentos Termoquímicos

Tipos:Tipos:

- Cementação;- Cementação;

- Nitretação;- Nitretação;

- Carbonitretação;- Carbonitretação;

- Cianetação;- Cianetação;

- Boretação.- Boretação.

CementaçãoCementação

Tratamento termo-químico que consiste Tratamento termo-químico que consiste em aumentar-se o teor de carbono na em aumentar-se o teor de carbono na superfície do material, mantendo-se um superfície do material, mantendo-se um núcleo dúctil, através da difusão do núcleo dúctil, através da difusão do carbono. Normalmente é seguido de carbono. Normalmente é seguido de têmpera.têmpera.

Há líquida tipos principais de cementação:Há líquida tipos principais de cementação:- Sólida (em caixa);- Sólida (em caixa);- Gasosa;- Gasosa;- Líquida;- Líquida;

Cementação SólidaCementação Sólida A substância fornecedora de carbono A substância fornecedora de carbono

é sólida (misturas carborizantes).é sólida (misturas carborizantes).

As peças são colocadas em caixas As peças são colocadas em caixas metálicas envoltas pela mistura metálicas envoltas pela mistura carborizante. As caixas são carborizante. As caixas são colocadas no forno.colocadas no forno.

Cementação GasosaCementação Gasosa

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

Cementação LíquidaCementação Líquida

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

NitretaçãoNitretação Objetiva o endurecimento superficial de Objetiva o endurecimento superficial de

aços por absorção de nitrogênio.aços por absorção de nitrogênio.

Propicia elevada além de alta dureza Propicia elevada além de alta dureza superficial, resistência ao desgaste, à superficial, resistência ao desgaste, à fadiga, à corrosão e ao calor.fadiga, à corrosão e ao calor.

É normalmente realizada em fornos com É normalmente realizada em fornos com atmosfera controlada, rica em Nitrogênio atmosfera controlada, rica em Nitrogênio (em geral NH3)(em geral NH3)

Pode ser à gás ou líquida (banho de sal).Pode ser à gás ou líquida (banho de sal).

CianetaçãoCianetação

Aquecimento do aço à temperatura Aquecimento do aço à temperatura acima da crítica em um banho de sal acima da crítica em um banho de sal de cianeto fundido. Absorvendo de cianeto fundido. Absorvendo assim, carbono e nitrogênio assim, carbono e nitrogênio simultaneamente.simultaneamente.

Obtém-se superfície dura e Obtém-se superfície dura e resistência ao desgaste.resistência ao desgaste.

CarbonitretaçãoCarbonitretação

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

BoretaçãoBoretação

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

Referência Bibliográfica:

Chiaverini, VicenteTecnologia Mecânica, Vol.III; 3ª Ed.