H2: Tratamentos Térmicos e Termoquímicos de Aços

Tratamentos Térmicos e Termoquímicos de Aços

Processos de Tratamento Térmico

Têmpera: É um processo de tratamento térmico de aços para aumentar a dureza e a resistência dos mesmos. A têmpera tem duas etapas: aquecimento e resfriamento rápido. O aquecimento tem como objetivo obter a organização dos cristais do metal, numa fase chamada austenitização.

Recozimento: Tem por finalidade eliminar a dureza de uma peça temperada ou normalizar materiais com tensões internas resultantes do forjamento, da laminação ou da trefilação.

Martêmpera: É uma forma de tratamento térmico de têmpera indicada para aços de alta liga, obtendo-se ao final do processo aço em fase de martensita com uniformidade de grãos. O material é aquecido acima da zona crítica, assumindo a fase de austenita, e depois resfriado em duas etapas. A primeira etapa é um resfriamento rápido até uma temperatura ligeiramente acima da temperatura do início da mudança de fase martensita ↔ austenita (normalmente o material é mergulhado em sal fundido). Depois de um curto intervalo (da ordem de segundos) para obter a homogeneização da temperatura, o material é deixado resfriar no ar calmo antes de se proceder ao revenimento.

Austêmpera: É uma forma de tratamento térmico de têmpera indicada para aços de alto teor de Carbono (C), obtendo-se ao final do processo um material com dureza mais baixa do que a da martensita, denominado bainita.

Revenimento: É um tratamento térmico utilizado no aço para corrigir inconvenientes decorrentes da têmpera, sendo, portanto, sempre aplicado posteriormente a ela.

Diagrama TTT e Temperabilidade

O que é TTT: Diagrama tempo-temperatura-transformação que apresenta curvas de início e término da transformação austenítica para uma determinada temperatura e tempo.

Como Fazer o TTT: Trata-se de uma espécie de diagrama que descreve o que acontece com o aço, por meio de um resfriamento a diferentes velocidades, em diversas temperaturas abaixo de 723 ºC, observando a transformação isotérmica da austenita em perlita.

Fatores que Influenciam nas Linhas do TTT: Um deles é o teor de carbono. O tamanho dos grãos e a homogeneidade da austenita também podem influenciar no diagrama. Além disso, os elementos de liga (com exceção do cobalto), que são adicionados nos aços, deslocam as curvas de início e fim da transformação para a direita, o que significa que o processo será mais demorado.

Temperabilidade: É a propriedade que determina a profundidade e distribuição da dureza induzida pela têmpera. Aços que exibem profunda penetração da dureza são considerados como de alta temperabilidade, enquanto que aqueles que exibem baixa penetração da dureza são considerados de baixa temperabilidade.

Processos Termoquímicos

Carbonitretação: É um processo de tratamento térmico onde se utiliza em camadas de pequenas a médias profundidades (Eht). Além de carbono, recebe nitrogênio na camada. Este processo é utilizado em aços não ligados ou de baixo carbono. Em alguns casos de aços com maior porcentagem de manganês, há risco da formação de austenita retida.

Boretação: É um processo termoquímico de tratamento de superfícies onde ocorre a difusão de átomos de boro para dentro da superfície, formando um complexo de boretos (Fe2B). O boro preenche os espaços no substrato criando uma totalmente nova liga de boro e ferro. Por se tratar de um verdadeiro processo de difusão, não há interferência mecânica entre a liga e o substrato. A camada boretada é extremamente dura, apresentando, também, uma grande resistência à corrosão.

Cianetação: Consiste em aquecer o aço em temperaturas acima de A1, em um banho de sal fundido, de modo que a superfície do aço absorva carbono e nitrogênio. Após a têmpera em óleo ou água, o aço desenvolve uma camada dura, resistente ao desgaste.

Nitretação: É um tratamento termoquímico da metalurgia em que se promove enriquecimento superficial com nitrogênio, usando-se de um ambiente nitrogenoso a determinada temperatura, buscando o aumento da dureza do aço até certa profundidade.

Cementação: É o tratamento termoquímico que consiste em se introduzir carbono na superfície do aço pelo mecanismo de difusão atômica com o objetivo de se aumentar a dureza superficial do material, depois de convenientemente temperado.

Fases e Finalidade Geral

Fases do Tratamento Térmico

1. Aquecimento
2. Manutenção da temperatura
3. Resfriamento

Finalidade do Tratamento Térmico

É um ciclo de aquecimento e resfriamento realizado nos metais com o objetivo de alterar as suas propriedades físicas e mecânicas, sem mudar a forma do produto.