3 etapas do processo de tratamento térmico | Básico de tratamento térmico

3 etapas do processo de tratamento térmico | Básico de tratamento térmico

O tratamento térmico é o método pelo qual o metal é aquecido e resfriado em uma série de operações específicas, sem derretê-lo. O objetivo do tratamento térmico é tornar um metal mais útil, alterando ou restaurando suas propriedades mecânicas. Por meio do tratamento térmico, um metal pode se tornar mais duro, mais forte e mais resistente ao impacto. Além disso, o tratamento térmico pode tornar um metal mais macio e dúctil. Algumas propriedades são melhoradas em detrimento de outras; por exemplo, endurecer um metal pode torná-lo quebradiço e difícil de usinar.

TEORIA DO TRATAMENTO TÉRMICO

Os vários tipos de processos de tratamento térmico são um tanto semelhantes porque todos envolvem aquecimento e resfriamento; eles diferem nas temperaturas de aquecimento e nas taxas de resfriamento utilizadas e nos resultados finais. Os métodos usuais de tratamento térmico de metais ferrosos (metais com ferro) são recozimento, normalização, endurecimento e revenido. A maioria dos metais não ferrosos pode ser recozida, mas nunca revenida, normalizada ou endurecida.

O tratamento térmico bem-sucedido requer um controle rigoroso sobre todos os fatores que afetam o aquecimento e o resfriamento de um metal. Esse controle só é possível quando o equipamento adequado estiver disponível. O forno deve ser de tamanho e tipo adequados e controlado, para que as temperaturas sejam mantidas dentro dos limites prescritos para cada operação. Até mesmo a atmosfera do forno afeta a condição do metal que está sendo tratado termicamente. A atmosfera do forno consiste nos gases que circulam pela câmara de aquecimento e circundam o metal, à medida que ele é aquecido. Em um forno elétrico, a atmosfera é ar ou uma mistura controlada de gases. Em um forno a combustível, a atmosfera é uma mistura de gases proveniente da combinação do ar e dos gases liberados pelo combustível durante a combustão. Esses gases contêm várias proporções de monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, vapor de água e outros hidrocarbonetos diversos. Fornos movidos a combustível podem fornecer três atmosferas distintas quando você varia as proporções de ar e combustível.

Eles são chamados de oxidantes, redutores e neutros

ESTÁGIOS DO TRATAMENTO TÉRMICO

O tratamento térmico é realizado em três grandes etapas:

Etapa 1 – Aquecer o metal lentamente para garantir uma temperatura uniforme

Estágio 2 – Imersão (manutenção) do metal em uma determinada temperatura por um determinado tempo e resfriamento do metal até a temperatura ambiente

Etapa 3 – Resfriar o metal à temperatura ambiente

etapas do tratamento térmico etapas do tratamento térmico

ESTÁGIO DE AQUECIMENTO

O objetivo principal na etapa de aquecimento é manter temperaturas uniformes. Se ocorrer um aquecimento desigual, uma seção de uma peça pode se expandir mais rapidamente do que outra e resultar em distorção ou rachaduras. Temperaturas uniformes são alcançadas por aquecimento lento. A taxa de aquecimento de uma peça depende de vários fatores. Um fator importante é a condutividade térmica do metal. Um metal com alta condutividade térmica aquece mais rapidamente do que outro com baixa condutividade. Além disso, a condição do metal determina a taxa na qual ele pode ser aquecido. A taxa de aquecimento para ferramentas e peças endurecidas deve ser mais lenta do que para metais não tensionados ou não tratados. Finalmente, o tamanho e a seção transversal figuram na taxa de aquecimento. Peças com seção transversal grande requerem taxas de aquecimento mais lentas para permitir que a temperatura interna permaneça próxima da temperatura da superfície, evitando empenamentos ou rachaduras. Peças com seções transversais irregulares sofrem aquecimento desigual; no entanto, essas peças são menos propensas a rachar ou deformar excessivamente quando a taxa de aquecimento é mantida lenta.

ESTÁGIO DE IMERSÃO

Depois que o metal é aquecido até a temperatura adequada, ele é mantido nessa temperatura até que ocorram as mudanças estruturais internas desejadas. Este processo é denominado IMERSÃO. O período de tempo mantido na temperatura adequada é denominado PERÍODO DE IMPULSÃO, que depende da análise química do metal e da massa da peça. Quando as peças de aço têm seção transversal irregular, o período de imersão é determinado pela seção maior. Durante o estágio de imersão, a temperatura do metal raramente é trazida da temperatura ambiente até a temperatura final em uma operação; em vez disso, o metal é aquecido lentamente a uma temperatura logo abaixo do ponto em que ocorre a mudança e então é mantido nessa temperatura até que o calor seja equalizado em todo o metal. Este processo é denominado PRÉ-AQUECIMENTO. Após o pré-aquecimento, o metal é rapidamente aquecido até a temperatura final desejada. Quando separado tem um design complexo, pode ser necessário pré-aquecer em mais de uma temperatura para evitar rachaduras e empenamento excessivo. Por exemplo, suponha que uma peça complexa precise ser aquecida a 815°C (1500°F) para endurecer. Esta parte pode ser aquecida lentamente até 316°C (600°F), embebida nesta temperatura, depois aquecida lentamente até 649°C (1200°F) e depois embebida nessa temperatura. Após o pré-aquecimento final, a peça deve ser aquecida rapidamente até a temperatura de endurecimento de 815°C (1500°F).

ESTÁGIO DE RESFRIAMENTO

Após o metal ter sido embebido, ele deve retornar à temperatura ambiente para completar o processo de tratamento térmico. Para resfriar o metal, ele pode ser colocado em contato direto com um MEIO DE RESFRIAMENTO, seja gás ou líquido, ou sólido ou qualquer combinação destes. A taxa de resfriamento depende do metal e das propriedades finais. A taxa de resfriamento também depende do meio de resfriamento; portanto, a escolha de um meio de resfriamento tem uma influência importante nas propriedades finais. A têmpera é o procedimento usado para resfriar rapidamente o metal em óleo, água, salmoura ou outro meio. Como a maioria dos metais são resfriados rapidamente durante o processo de endurecimento, a têmpera geralmente está associada ao endurecimento; entretanto, a têmpera nem sempre resulta em aumento da dureza; por exemplo, para recozer o cobre, geralmente é temperado em água. Outros metais, como os aços endurecidos ao ar, são resfriados a uma taxa relativamente lenta para o endurecimento. Alguns metais quebram ou deformam facilmente durante a têmpera, enquanto outros não sofrem nenhum efeito; portanto, o meio de têmpera deve ser escolhido de acordo com o metal. Salmoura ou água são usadas para metais que requerem uma taxa de resfriamento rápida, e misturas de óleo são mais adequadas para metais que precisam de uma taxa de resfriamento mais lenta. Geralmente, os aços carbono são endurecidos em água e os aços-liga são endurecidos em óleo. Os metais não ferrosos são normalmente temperados em água.

Conteúdo relacionado

Retour au blog

Laisser un commentaire

Veuillez noter que les commentaires doivent être approuvés avant d'être publiés.