Aula 12 Tratamento Térmico - Parte 02

Tratamento Térmico: Esferoidização e Tempera

Introdução ao Tratamento Térmico

• A professora introduz a aula sobre tratamento térmico, focando na esferoidização como parte do conteúdo da aula número doze.

• O objetivo da esferoidização é transformar o material em uma forma esferoidal, melhorando suas propriedades.

Processo de Esferoidização

• O processo ocorre através de aquecimento e resfriamento controlados, utilizando o diagrama de equilíbrio para identificar as zonas críticas.

• A esferoidização melhora a usinabilidade do aço de alto teor de carbono, evitando a formação de nódulos indesejados.

Temperatura e Dureza

• O tratamento é aplicado em aços com 0,4% a 0,8% de carbono, aumentando significativamente sua dureza devido à formação da estrutura martensítica.

• Após o tratamento térmico, um revenimento deve ser realizado entre 700°C e 900°C para aliviar tensões internas no material.

Resfriamento e Estrutura Martensítica

• O resfriamento pode ser feito em água ou óleo; o método escolhido afeta diretamente a dureza final do material.

• A estrutura martensítica resultante proporciona alta resistência mecânica e dureza ao aço tratado.

Relação entre Carbono e Dureza

• Quanto maior o teor de carbono no aço, maior será sua dureza. Isso é medido pela escala Rockwell (RC).

• Diferentes métodos de resfriamento influenciam na dureza final; por exemplo, resfriar em água resulta em maior dureza comparado ao óleo.

Aplicação Prática do Tratamento Térmico

• A professora demonstra como controlar a temperatura durante o aquecimento para alcançar as cores indicativas das temperaturas desejadas.

• O uso adequado do maçarico permite um controle preciso da temperatura durante o processo de tempera.

Conclusão sobre Revenimento

Tratamentos Térmicos e Estruturas de Materiais

Introdução aos Tratamentos Térmicos

• O revenimento alivia tensões no material, mas não altera sua estrutura martensítica, que é obtida após resfriamento brusco. Isso resulta em uma diminuição da dureza e um aumento na produtividade.

Processos de Normalização e Recozimento

• A discussão avança para os processos de normalização e recozimento, com a intenção de manter a estrutura do material sem mudanças significativas.

Austêmpera: Objetivos e Resultados

• O tratamento austêmpera visa enriquecer a estrutura do material, alinhando-se às curvas TTT (Tempo-Temperatura-Tranformação).

Comparação entre Durezas

• A dureza varia conforme o tratamento: marmita apresenta dureza de 50 HRC, enquanto a martensita alcança entre 65/67 HRC. A austêmpera também influencia essa dureza.

Diagrama TTT: Transformações Estruturais

• O diagrama TTT ilustra as transformações que ocorrem nas diferentes temperaturas. As zonas indicam as fases do material durante o aquecimento e resfriamento.

Regiões Críticas no Diagrama TTT

• As linhas no diagrama representam zonas críticas onde ocorrem transformações. Abaixo da linha fina está a região de transformação da austenita para ferrita.

Formação da Martensita

• Durante o processo de austêmpera, ocorre uma transformação controlada da austenita em martensita sem gerar tensões internas excessivas.

Resfriamento Controlado

• O resfriamento deve ser controlado para evitar que o material atinja temperaturas indesejadas que poderiam resultar em estruturas indesejadas como ferrita ou austenita residual.

Importância do Tempo e Temperatura

• É crucial monitorar o tempo e temperatura durante o resfriamento para garantir que se obtenha apenas martensita desejada sem formação excessiva de outras fases.

Tratamentos Químicos: Cementação e Nitretação

• Os tratamentos químicos como cementação alteram apenas a superfície do material, mantendo sua estrutura interna original. Esses processos podem ocorrer em estado sólido, líquido ou gasoso.

Difusão na Cementação

Cimentação e Tratamentos Térmicos de Aços

Processo de Cimentação

• O processo envolve a utilização de aço de baixo teor de carbono, onde se adiciona uma substância carbonizante para modificar a composição da superfície através de reações químicas.

• Um gráfico é utilizado para mostrar a relação entre o tempo de cimentação e a espessura da camada cementada, destacando que para uma profundidade desejada de 3 mm, o aquecimento deve ser feito a 950 graus por 12 a 15 horas.

• A temperatura e o tempo são cruciais; por exemplo, a 850 graus, uma espessura de 1 mm pode ser obtida em 16 horas. Menos tempo resulta em camadas mais finas.

Composição do Material

• A cimentação é aplicada principalmente em aços com menos que 0,76% de carbono. No núcleo do material, formam-se perlita e ferrita enquanto na superfície ocorre cimentação.

• Este processo é comum em peças como engrenagens, onde se busca aumentar a resistência ao desgaste.

Métodos Alternativos

• O uso de carvão vegetal ou hidrocarbonetos (butano, propano) permite obter camadas cimentadas uniformes. O carbono reage quimicamente com o material durante o aquecimento.

• Embora métodos alternativos sejam mais rápidos e controláveis, eles tendem a ser mais caros devido ao custo dos gases utilizados.

Nitretação

• A nitretação utiliza amônia para criar uma estrutura externa mais dura que os carbonetos. É um método eficaz para aumentar ainda mais a resistência ao desgaste do material tratado.

• Os elementos utilizados na liga influenciam as propriedades finais do material após nitretação.

Desafios no Processo

• O processo pode ter desvantagens como tempos longos (até 90 horas), alterações dimensionais indesejadas e limitações na aplicação apenas em materiais com elementos específicos.