CIENMAT.04 - Tratamentos Térmicos

CIENMAT.04 - Tratamentos Térmicos

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CIENCMAT 38

METALÚRGICOS (não alteram a composição química, alteram apenas a estrutura metalúrgica dos aços)

Classificam-se em AMACIADORES e em ENDURECEDORES

TERMOQUÍMICOS (alteram a composição química com adição de

Carbono e de Nitrogénio na superfície das peças de aço, sem alterarem a respectiva estrutura metalúrgica)

Classificam-se em CEMENTAÇÃO, em NITRETAÇÃO e em CARBONITRETAÇÃO

Tratamentos Térmicos 01

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TIPOS DE TRATAMENTOS TÉRMICOS METALÚRGICOS (AMACIADORES) RECOZIMENTO (aumenta a ductilidade);

NORMALIZAÇÃO (uniformização estrutural e reafinamento do grão); RECOZIMENTO PARA ESFEROIDIZAÇÃO (maximiza a ductilidade);

TÊMPERA (para AÇOS-CARBONO, aumenta sobretudo a dureza);

REVENIDO OU REVENIMENTO (alivia tensões internas da Têmpera);

TRATAMENTO ISOTÉRMICO (endurecedor para AÇOS LIGA);

AUSTÊMPERA (endurecedor para AÇOS MUITO DUROS);

MARTÊMPERA (endurecedor para AÇOS LIGA).

A7249F5CACaracterísticas dos aços (2) 15:38

http://www.youtube.com/watch?v=0ZcW7fz_128&feature=share&list=PL1F4714A Tratamentos Térmicos 02

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O RECOZIMENTO é um tratamento termoquímico que tem por finalidade diminuir a dureza de uma peça temperada ou normalizar materiais com tensões internas resultantes do forjamento, da laminação, trefilação, etc.

No aquecimento para o recozimento, a temperatura deve situar-se a mais ou menos 50°C abaixo do limite inferior da zona crítica.

O aquecimento deve ser lento e a permanência à temperatura de recozimento é pelo menos 3 horas.

O arrefecimento também é lento e controlado dentro do forno, o que torna o RECOZIMENTO SUB CRÍTICO o tratamento térmico mais demorado.

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A NORMALIZAÇÂO é um tratamento térmico amaciador que consiste no aquecimento do aço a uma temperatura acima da zona crítica, durante pelo menos 3 horas, seguido-se um resfriamento lento ao ar.

O objetivo da Normalização é refinar a granulação grosseira de peças de aço fundido, laminado ou forjado.

A Normalização é ainda usada como tratamento preliminar à têmpera e ao revenido, justamente para produzir uma estrutura mais uniforme do que a obtida na laminação, por exemplo, além de reduzir a tendência ao empenamento e facilita a solução de carbonetos e elementos de liga.

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O RECOZIMENTO PARA ESFEROIDIZAÇÃO, também designado por RECOZIMENTO DE RECRISTALIZAÇÃO é um processo semelhante à têmpera , no qual a dureza de uma microestrutura deformada mecanicamente é reduzida em altas temperaturas.

A ESFEROIDIZAÇÃO é especialmente indicada para aços muito duros, com elevado teor de carbono.

As peças são aquecidas a temperaturas na faixa de 600- 650 ºC, abaixo da zona crítica, e mantidas nesta temperatura por uma hora ou mais.

A seguir são resfriadas ao ar.

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TIPOS DE TRATAMENTOS TÉRMICOS (AMACIADORES)IMAGENS

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TIPOS DE TRATAMENTOS TÉRMICOS (AMACIADORES)VIDEOS

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AA7249F5CAIntrodução (1) 15:57
http://youtu.be/4ELS5LXahrcTratamentos térmicos para fabricação(3) 15:01

http://www.youtube.com/watch?v=hR7k3omaMUk&feature=share&list=PL1F4714 Tratamentos Térmicos 07

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A TÊMPERA aumenta muito a dureza, a resistência à tração e à compressão, e melhora a resistência ao desgaste e ás deformações.

Na têmpera, o aço ao carbono é aquecido num forno acima da temperatura crítica (750 a 900ºC), por exemplo 850ºC, durante o tempo suficiente (cerca de 40 minutos), a fim de toda a ferrite do aço se transformar em austenite.

Seguidamente, procede-se a um arrefecimento muito brusco, mergulhando o aço em água a 20ºC, a fim de toda a austenite se transformar em martensite, que é muito dura.

O CHOQUE TÉRMICO característico da TÊMPERA pode criar tensões internas de valor elevado nos aços tratados. Para se eliminarem essas tensões segue-me muitas vezes à Têmpera um outro tratamento de nome REVENIDO ou REVENIMENTO.

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REVENIDO ou REVENIMENTO

O REVENIDO elimina as tensões internas originadas pela Têmpera.

Logo após a Têmpera as peças voltam ao forno agora a uma temperatura abaixo da zona crítica (100 a 700ºC), por exemplo 400ºC, e depois de algum tempo, as peças são retiradas do forno e resfriadas normalmente ao ar.

Assim, o REVENIDO corrige a dureza excessiva provocada pela Têmpera, aliviando ou eliminando as tensões internas nas peças temperadas.

Para os AÇOS-LIGA existem tratamentos térmicos especiais designados por TRATAMENTO ISOTÉRMICO.

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Usados nos aços-liga, os TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS, são semelhantes à Têmpera, apenas diferindo no arrefecimento que já não é brusco, porque passa a ser executado em óleo aquecido ou em sais fundidos.

No primeiro caso, este TRATAMENTO ISOTÉRMICO toma a designação de TÊMPERA EM ÓLEO.

Como este TRATAMENTO ISOTÉRMICO não é mais do que uma Têmpera com arrefecimento mais lento, já se pode dispensar o Revenido.

Para peças em AÇOS DE ALTA TEMPERABILIDADE, ou seja, AÇOS MUITO DUROS, com elevado teor de carbono (mais de 1 %), os Tratamentos Térmicos Endurecedores tomam a designação especial de AUSTÊMPERA e de MARTÊMPERA.

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A AUSTÊMPERA é usada em AÇOS MUITO DUROS com aquecimento a temperatura acima da zona crítica (750 a 900ºC), por exemplo 850ºC, até que toda a ferrite se transforme em austenite (exactamente igual ao aquecimento na Têmpera).

Segue-se um arrefecimento em banho de sal fundido com temperatura entre 260 e 440ºC, durante o tempo suficiente para que o grão austenítico se transforme em BAINITE. A seguir as peças são colocadas ao ar livre para terminar o seu arrefecimento.

A Bainite tem uma dureza um pouco inferior à Martensite formada no arrefecimento brusco da Têmpera, mas tem a vantagem de também dispensar o Revenimento.

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A MARTÊMPERA também é usada em AÇOS MUITO DUROS, e também em AÇOS-LIGA, com aquecimento a temperatura acima da zona crítica (750 a 900ºC), por exemplo 850ºC, até que toda a ferrite se transforme em austenite (exactamente igual ao aquecimento na Têmpera).

Segue-se um arrefecimento em duas etapas: 1) em banho de sal fundido com temperatura correspondente à mudança austenite-martensite, durante apenas alguns segundos; 2) a seguir as peças são colocadas ao ar livre para terminar o seu arrefecimento.

À Martêmpera segue-se sempre um Revenimento.

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TIPOS DE TRATAMENTOS TÉRMICOS (ENDURECEDORES) IMAGENS Tratamentos Térmicos 13

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TIPOS DE TRATAMENTOS TÉRMICOS (ENDURECEDORES)VIDEOS

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14AA7249F5CATratamentos térmicos endurecedores (4) 15:3
http://youtu.be/d5M2mVANwgkTêmpera (FEUP) 02:06
http://youtu.be/jWydE3JIObQTêmpera superficial (6) 14:29
http://youtu.be/Mt5x_1FmlaIMetalmundi 05:34

http://www.youtube.com/watch?v=aB8RzpdqGE4&feature=share&list=PL1F47 Tratamentos Térmicos 14

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TRATAMENTOS TÉRMICOSOUTROS VIDEOS DE INTERESSE
http://youtu.be/tZRdNCvgKz8Pirometria (7) 14:26
http://youtu.be/MyQMiHPL_9QEquipamentos (9) 14:49

CIENCMAT 52 http://www.youtube.com/watch?v=n- GaEtcuQQs&feature=share&list=PL1F4714AA7249F5CA

http://youtu.be/rOWI1KofSUMFabricação do aço 04:49

Tratamento de resíduos (10) 12:10 Tratamentos Térmicos 15

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A CEMENTAÇÃO tal como os outros Tratamentos Térmicos Termoquímicos altera a composição química do aço, nomeadamente o seu teor em carbono.

Actua superficialmente, isto é, na periferia das peças em aço tratadas.

Pode ser SÓLIDA, GASOSA e LÍQUIDA.

Na CEMENTAÇÂO SÓLIDA, usam-se caixas onde as peças são colocadas juntamente com grãos de Carbono puro, levadas a um forno (900 a 1000ºC) durante várias horas (chegam a ser 30 horas). Dependendo deste tempo, as peças cementadas podem apresentar até 2 m superficiais de enriquecimento em Carbono.

http://youtu.be/KuRuUNzVBV0Cementação Sólida 0:41

Após arrefecimento, segue-se sempre uma têmpera. Tratamentos Térmicos 16

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Na CEMENTAÇÃO GASOSA, é utilizado o carbono do gás propano em forno a cêrca de 900ºC durante 1 a 2 horas.

É uma cementação mais eficiente, mais rápida e mais uniforme e é também mais económica.

Após arrefecimento segue-se sempre uma têmpera em óleo.

Na CEMENTAÇÃO LÍQUIDA, as peças são mergulhadas num banho de sais ricos em Carbono (cianetos e carbonatos) também a temperatura da ordem dos 950ºC durante algumas horas.

Após arrefecimento segue-se sempre uma têmpera em sal moura ou em óleo.

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A NITRETAÇÃO origina superfícies mais duras e com maior resistência à fadiga e à corrosão.

É particularmente usada nos tratamentos superficiais de peças em aço usadas nos motores dos automóveis: eixos balanceiros das válvulas, camisas dos pistões, eixos dos êmbolos, etc.).

Os aços ligados ao Cr (crómio), ao Mo (molibdénio), ao Al (alumínio) e ao Ni (níquel) são designados por “NITRALLOY STEELS” e são os mais adequados a este tipo de tratamento termoquímico.

A NITRETAÇÃO pode ser realizada A GÁS e em BANHO DE SAIS.

Mais recentemente, surgiu a NITRETAÇÃO POR PLASMA, que distingue entre a NITRETAÇÃO IÓNICA e a NITRETAÇÃO EM GAIOLA CATÓDICA.

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Na NITRETAÇÃO A GÁS usa-se a amónia (amoníaco) em forno a 500-560ºC durante 40 a 90 horas, conseguindo-se camadas de nitratos superficiais que atingem os 0,8 m de espessura.

O arrefecimento deve ser lento e controlado, dispensando-se a têmpera.

Na NITRETAÇÃO EM BANHO DE SAIS são utilizados sais fundidos ricos em Nitrogénio em temperatura semelhante (500 a 580ºC) mas durante muito menos tempo (2 a 3 horas).

Também aqui, o arrefecimento deve ser lento e controlado, dispensando-se a têmpera.

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Na NITRETAÇÃO IÓNICA é utilizado um depósito onde a amostra de aço é colocada num ambiente onde inicialmente se faz o vácuo e depois é preenchido por Hidrogénio.

Ao estabelecer-se uma diferença de potencial entre a amostra e o tampo do depósito (cátodo), uma reação electroquímica leva à deposição na superfície da amostra de compostos de nitretos de ferro, endurecedores dessa superfície.

Na NITRETAÇÃO DE GAIOLA CATÓDICA o princípio é o mesmo, apenas com a diferença de se aproximar o cátodo à amostra, tornando o processo electroquímico mais rápido.

http://youtu.be/Y779cvzG1wwNitratação por plasma 09:57

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A CARBONITRETAÇÃO aumenta superficialmente no aço os teores de Carbono e de Nitrogénio de uma forma simultânea.

Aqui usam-se fornos de banhos de sais ou de atmosfera controlada a gás, a temperaturas entre 700 e 900ºC durante 2 horas.

O arrefecimento é realizado em água ou em óleo conseguindo-se camadas superficiais endurecidas até 0,7 m de espessura.

A Carbonitretação é usada em peças de aço de reduzidas dimensões, constituintes de máquinas de pequeno porte.

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PL1F4714AA7249F5CATratamentos termoquímicos (5) 15:15
http://youtu.be/-S13hVnBz9gNovas tendências (8) 15:1

http://www.youtube.com/watch?v=PgoR5egJtG4&feature=share&list= Tratamentos Térmicos 2

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