O tratamento térmico é um dos vários operações de aquecimento e arrefecimento controladas usado para causar uma mudança desejada nas propriedades físicas de um metal.
O objectivo é melhorar as propriedades estruturais e físicas do metal para uma determinada utilização ou para trabalhos futuros. Há cinco processos básicos de tratamento térmico :
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the temperatura
li>the curso>/forte>
li>the recozimento
li> o normalização
o retorno
Embora cada um destes processos produza resultados diferentes para o metal, todos eles envolvem três etapas básicas:
a aquecimento
a de imersão
li> o arrefecimento
br>forte>Aquecimento – 1º passo no tratamento térmico
p>Aquecimento é o primeiro passo num processo de tratamento térmico. Muitas ligas mudam a estrutura quando aquecidas a temperaturas específicas. A estrutura de uma liga à temperatura ambiente pode ser ou uma mistura mecânica, uma solução sólida, ou uma combinação.
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A mistura mecânica pode ser comparada ao betão. Tal como .areia e cascalho são visíveis e mantidos no lugar pelo cimento. Os elementos e compostos de uma mistura mecânica são claramente visíveis e mantidos juntos por uma matriz de metal de base.
li>solid>/strong> é quando dois ou mais metais são absorvidos, um no outro, e formam uma solução. Quando uma liga está na forma de solução sólida, os elementos e compostos que formam o metal são absorvidos um no outro da mesma forma que o sal é dissolvido num copo de água. Os elementos separados que formam o metal não podem ser identificados, mesmo sob um microscópio.
Um metal sob a forma de mistura mecânica à temperatura ambiente transforma-se frequentemente numa solução sólida ou parcial quando aquecido. Tal alteração na composição química < forte>resultados em algumas alterações previsíveis no tamanho e estrutura do grão. Isto leva ao segundo passo no processo de tratamento térmico: solvagem.
forte> O têmpera – 2ª fase do tratamento térmico
Após uma peça metálica ter sido aquecido à temperatura a que as mudanças desejadas na sua estrutura irão ocorrer, deve permanecer a essa temperatura até que toda a peça tenha sido aquecida uniformemente durante todo o seu comprimento. A isto chama-se ensopar. Quanto maior for a massa da peça, mais tempo esta tem de ser saciada.
forte> Refrigeração – 3º passo do tratamento térmico
Após a peça ter sido saciada adequadamente, o terceiro passo é arrefecê-la. Mais uma vez, a estrutura pode mudar de uma composição química para outra, pode permanecer a mesma, ou pode voltar à sua forma original. Por exemplo:
um metal que é uma solução sólida após ser aquecido pode permanecer o mesmo durante o arrefecimento
forte>transformar-se numa mistura mecânica/li>
volver-se numa combinação de ambos, dependendo do tipo de metal e da taxa de arrefecimento.
todas estas alterações são previsíveis. Portanto, muitos metais podem ser feitos conforme com estruturas específicas para aumentar a sua dureza, tenacidade, ductilidade, forte>forte>forte>forte>e resistência à tracção, etc. br>/p>
TRATAMENTO DE METAIS FERROSOSOS
Todas as operações de tratamento térmico envolvem aquecimento e arrefecimento de metais. As formas comum de tratamento térmico de metais ferrosos são o têmpera, revenimento, recozimento, normalização e carburização.
forte> Têmpera
Um metal ferroso é normalmente endurecido
forte>aquecendo o metal à temperatura requerida
então arrefecendo-o rapidamente mergulhando o metal quente num meio de têmpera, tal como óleo, água ou salmoura.
a>a maioria dos aços nece de ser arrefecido rapidamente para os endurecer. O processo de endurecimento aumenta a dureza e resistência do metal, mas também aumenta a sua fragilidade.
forte> A têmpera
Aço é normalmente mais duro do que o necessário e demasiado frágil para uso prático depois de endurecido. As altas tensões internas são criadas quando o metal arrefece rapidamente. Depois de ser temperado, o aço é temperado para aliviar as tensões internas e reduzir a sua fragilidade.
forte>ferrecer envolve aquecer o metal a uma dada temperatura, permitindo depois o seu arrefecimento.
A taxa de arrefecimento geralmente não tem efeito sobre a estrutura do metal durante a têmpera. Portanto, o metal é geralmente arrefecido no ar ambiente. As temperaturas utilizadas para a têmpera são normalmente muito mais baixas do que as temperaturas de endurecimento. Quanto mais alta for a temperatura de têmpera, mais suave se torna o metal.
forte> recozimento
Os metais são recozidos para aliviar tensões internas, amolecê-los, torná-los mais dúcteis e refinar a sua estrutura granular. O metal é recozido:
por aquecendo-o a uma temperatura prescrita
por manter a essa temperatura durante o tempo necessário
.
e depois por arrefecendo-o à temperatura ambiente
A taxa a que o metal é arrefecido a partir da temperatura de recozimento varia consideravelmente. O aço deve ser arrefecido muito lentamente para se obter a máxima suavidade. Isto pode ser feito enterrando a parte quente em areia, cinza ou outra substância que não conduza calor facilmente (revestimento), ou fechando o forno e permitindo que o forno e a peça arrefeçam juntos (arrefecimento do forno).
forte>Padronização
Os metais ferrosos são normalizados para rduzir as tensões internas produzidas por maquinagem, forte>forte ou soldadura. Os aços normalizados são mais duros e mais fortes do que os aços recozidos. O aço é muito mais duro no estado normalizado do que em qualquer outro estado. As peças que serão sujeitas a impacto e as peças que requerem a máxima tenacidade e resistência a tensões externas são normalmente normalizadas. Normalização antes do endurecimento é benéfica na obtenção da dureza desejada, desde que a operação de endurecimento seja efectuada correctamente.
forte>Os aços de baixo carbono não necessitam geralmente de ser normalizados, mas não há efeitos adversos da normalização destes aços. A
normalização é conseguida
por aquecer o metal a uma dada temperatura (que é superior às temperaturas de endurecimento ou de recozimento)<
/forte>
Têmpera de caso
Têmpera de caso é um tratamento térmico ideal para peças que requerem uma superfície resistente ao desgaste e um núcleo duro, tais como engrenagens, cames, camisas de cilindro, etc. Os processos mais comuns de endurecimento de caixas são:
a cementação
a nitriding.
Durante o processo de endurecimento da caixa, um aço de baixo carbono (seja um aço de carbono recto ou um aço de baixa liga de carbono) é aquecido a uma temperatura específica na presença de um material (sólido, líquido ou gás) que se decompõe e deposita mais carbono na superfície do aço . Depois, quando a peça é arrefecida rapidamente, a superfície exterior ou a caixa torna-se dura, deixando o interior da peça macio mas muito duro.
h2> TRATAMENTO TÉRMICO DE METAIS NÃO FERROSOSOSOS
Dois tipos de operações de tratamento térmico podem ser realizados em metais não ferrosos. Estes são:
de recozimento
de tratamento térmico de solução.
forte> O recozimento
Os metais mais não ferrosos podem ser recozidos. O processo de recozimento consiste em:
aquecendo o metal a uma temperatura específica
encharcando-o
arrefecimento à temperatura ambiente
forte> A temperatura e o método de arrefecimento dependem do tipo de metal. O recozimento é frequentemente efectuado após várias operações de trabalho a frio, porque muitos metais não ferrosos tornam-se duros e quebradiços após o trabalho a frio. O recozimento é também utilizado para remover os efeitos do tratamento térmico da solução para melhorar as qualidades de maquinagem ou de trabalho.
forte>tratamento térmico de solução
A ressistência à tracção de muitas ligas não-ferrosas pode ser aumentada ao passar os materiais da liga para uma solução sólida, e depois controlar a taxa e extensão do retorno a uma mistura mecânica modificada. Esta operação chama-se solução. Depois de uma liga ter sido aquecida a uma temperatura especificada, é “solúvel” ou arrefecida rapidamente, prendendo os materiais na solução sólida alcançada durante o processo de aquecimento. A partir deste ponto, o processo varia muito, dependendo do metal. Para assegurar que os materiais da liga não voltem a a sua configuração original após algum tempo, deve seguir-se um processo maturação ou têmpera de precipitação. Durante este processo, os materiais da liga podem mudar ou precipitar fora da solução sólida. br>br>Este processo tem lugar em condições controladas, de modo que a estrutura granular resultante irá produzir uma maior resistência à tracção do metal do que no seu estado inicial. Dependendo da liga, este processo de precipitação pode também envolver simplesmente a maturação da liga à temperatura ambiente durante um determinado período de tempo e depois o seu arrefecimento ao ar; isto é conhecido como envelhecimento artificial.
