Cementação

Prévia do material em texto

Cementação
Engenharia de Superfície - Atv. 8.1 
Grupo 1: 
Antonny Liberato
Hugo Cavalcanti
Roteiro
● Definição
● Objetivos
● Tipos
● Microestrutura
● Propriedades
● Variáveis
● Aplicações
Definição
É um tratamento térmico superficial, termoquímico, 
que objetiva elevar o teor de carbono na superfície dos 
aços, por difusão, e em consequência, permitir o 
endurecimento superficial por tratamento térmico. 
Aplicado em componentes que precisam combinar 
resistência ao desgaste e resistência a fratura.
Condição do material
● É necessário que os aços selecionados para esse processo 
possuam baixo teor de carbono;
● Os aços utilizados na cementação possuem, em geral, teor 
de carbono entre 0,10% e 0,30%.
Objetivo
A cementação objetiva enriquecer a superfície até teores entre 
0,7% e 1,2%C. Essa elevação do teor de carbono na superfície 
aumenta localizadamente a temperabilidade e a dureza da 
martensita.
Etapas:
1. Difusão do carbono na austenita
2. Têmpera
3. Revenimento
Ciclo térmico do tratamento
Ciclo térmico do tratamento
Processos de Cementação
● Cementação gasosa: Eficiente em peças de tamanhos e geometrias complexas; Possibilita o 
tratamento de elevadas quantidades de peças em cargas intermitentes ou contínuas. [4 a 10h]
● Cementação em caixa: As peças de aço são posicionadas em uma caixa e envolvidas com 
carvão/coque. No processo pode ser utilizado borato de bário ou carbonato de bário para facilitar a 
formação de CO. O CO reage com o ferro para formar o carbono ativo. [2 a 36h]
● Cementação em meio líquido: Realizado em banho de sais fundidos contendo um sal de cianeto 
(NaCN) ou cianeto de potássio (KCN). Podendo ser em baixas temperaturas (840 ~ 900ºC) e em 
temperaturas elevadas (900 ~ 950ºC). [1 a 4h]
Processos de Cementação
Difusão
Cinética global de transferência de massa na 
cementação:
1. Transporte de carbono do meio através da camada 
limite
2. Reação química na superfície do aço
3. Difusão do carbono no interior do aço
A difusão do carbono é descrita pela lei de Fick:
● Para que o carbono do meio cementante seja 
incorporado ao aço é necessário que exista um 
gradiente de concentração;
● O carbono difunde para o interior do aço na 
direção perpendicular à superfície;
● A temperatura é mantida constante.
Difusão
Têmpera e Revenimento
O entendimento da microestrutura resultante no tratamento térmico de têmpera após a cementação 
deve considerar:
● A dureza da martensita aumenta com o aumento do teor de carbono;
● A temperabilidade aumenta com o aumento do teor de carbono;
● A temperatura Ms diminui com o aumento do teor de carbono, com consequente aumento no teor 
de austenita retida;
● A morfologia da martensita é do tipo acicular para teores elevados de carbono e em ripas para 
teores baixos.
Microestrutura
Microestrutura
Propriedades
● Mecânicas
● Físicas
● Químicas
Variáveis
● Temperatura
● Tempo
● Teor inicial de Carbono
● Coef. de difusão do Carbono do aço
https://practicalmaintenance.net/?p=1543
x² = 4Dt
D = coef. de difusão
t = temperatura
Aplicações
Referências
PINEDO, C. E. Tratamento Térmico e Superficiais dos Aços. 1. ed. São Paulo: Blucher, 2021.
Aramide, Oladele, Ibitoye, Borode (2009). Effects of Carburization Time and Temperature on the Mechanical 
Properties of Carburized Mild Steel, Using Activated Carbon as Carburizer.
Seyed Reza Elmi Hosseini , Zhuguo Li (2016). Pack Carburizing: Characteristics, Microstructure, and Modeling.
Alias, Abdullah, Jaffar, Latip, Kasolang, Izham, Gahani (2013).Mechanical properties of paste carburized ASTM 
A516 steel.
CHIAVERINI, V., Tratamento Térmicos das Ligas Ferrosas, Associação 
Brasileira de Metalurgia e Materiais, 1987.