Normalização - Tratamento Termico - Final

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CAMPANHA NACIONAL DE ESCOLAS DA COMUNIDADE
FACULDADE CNEC DE RIO DAS OSTRAS
ENGENHARIAS 
Trabalho de apresentado à Faculdade CNEC Rio das Ostras como requisito parcial para a aprovação na disciplina de Tecnologia dos Materiais.
 
Professor: Raphael Nascimento 
ANANDA MACHADO BARELLI CORRÊA
BERNARDO DELUCCA DA CUNHA
BRANDON CORREA VIANA DA SILVA
ISABELLA RAMOS TEIXEIRA
KEIZE DELVALLE DOS SANTOS FERRAZ CEREJA
LUCAS CAPILHEIRA DE SOUZA
LUIZ ALBERTO REZENDE MARCOLINO JUNIOR
MARIANA SANTOS ADAME HUBER
RAFAEL NETO CEREJA
 
TRATAMENTO TÉRMICO
NORMALIZAÇÃO
Figura 1: Imagem ilustrativa do Tratamento Térmico Normalização
Tratamento Térmico
São processos metalúrgicos que objetivam melhorar as propriedades metalmecânicas de peças, elevar sua resistência, vida útil e durabilidade quando em uso.
No processo de fundição se formam muitas tensões na peça quando ocorre a mudança do estado físico do líquido para o sólido. Estas tensões normalmente ocasionam pontos frágeis, pontos demasiadamente tensionados, deformações e/ou falhas dimensionais, que é algo indesejado, pois pode comprometer a peça como um todo. O processo de tratamento térmico reorganiza os átomos e deixa a peça mais adequada para uso.
Tratamento Térmico
O princípio básico desse processo é a reorganização estrutural dos átomos, visando adequar os parâmetros para o melhor aproveitamento da peça metálica. Isto ocorre quando a esta passa por alterações de temperatura de forma controlada e pode aumentar a vida útil, melhorar as propriedades mecânicas e proporcionar maior proteção contra oxidações.
Os processos de tratamentos térmicos devem acontecer sob condições controladas de algumas variáveis técnicas. As principais são:
        Temperatura: pode ser de aquecimento ou resfriamento
        Tempo: O tempo, em temperatura, é importante para que se obtenha homogeneidade em toda a seção da peça.
        Velocidade: Aquecimento ou resfriamento lento, moderado ou rápido a fim de alterar propriedades da peça.
        Atmosfera:  Produto que envolve a peça dentro do forno quando está sendo tratada. Esta pode ser sólida, líquida ou gasosa.
        Material: É a liga metálica envolvida.
Normalização
O Tratamento térmico chamado normalização se da por meio do aquecimento do aço a uma temperatura a cima da zona crítica seguido de um resfrimento ao ar (temperatura ambiente). 
Tem a função de diminuir as tensões decorrentes dos processos de fundição e conformação mecânica a quente ou a frio. Outras funções:
Melhorar a ductilidade;
Ajustar o tamanho de grão;
Reduzir a dureza;
Produzir uma estrutura definida;
Regular a textura bruta de fusão.
OBS.: A ductilidade é a propriedade que representa o grau de deformação que um material suporta até o momento de sua fratura.
Normalização
De uma forma resumida, a normalização possibilita a eliminação de variados defeitos resultantes de outros tratamentos no qual o material foi submetido. O seu resfriamento posterior é menos lento, ao ar, do que em outros processos, como o recozimento. Logo, permite uma estrutura mais fina e, por consequência, propriedades mecânicas levemente superiores.
Exemplo: A normalização é muito utilizada após o forjamento ou laminação de peças e preliminar aos tratamentos de têmpera e revenimento.
Normalização
Em termos técnicos, a normalização é o aquecimento acima da zona crítica, onde os grãos de austenita crescem, absorvendo os grãos vizinhos menos estáveis. Levando em consideração que, quanto mais elevada a temperatura mais rápido é o crescimento
Mas, caso o aço permaneça muitas horas com a temperatura acima da zona crítica (exemplo 780º) seus grãos serão aumentados
No resfriamento, os grãos de austenita transformam-se em grãos de perlita e de ferrita. Suas dimensões dependem, em parte, do tamanho dos grãos de austenita. 
Normalização
Uma granulação grosseira torna o material quebradiço, alterando suas propriedades mecânicas. As fissuras (trincas) também se propagam mais facilmente no interior dos grãos grandes. Por isso, os grãos mais finos (pequenos) possuem melhores propriedades mecânicas.
 
A normalização consiste em refinar (diminuir) a granulação grosseira da peça, de modo que os grãos fiquem numa faixa de tamanho considerada normal. 
Normalização
Zona crítica de aquecimento
Para os aços hipoeutetóides: acima do limite inferior da zona crítica (linha a3).
Para os aços hipereutetóides: acima da linha a1. Nestes últimos aços, procura-se não ultrapassar a linha a3 porque, no resfriamento lento, caso de recozimentos de aço-carbono, pode ocorrer a formação, nos contornos de grãos da austenita, de um invólucro contínuo e frágil de carbonetos, tornando os aços frágeis.
Etapas do Processo
Na primeira etapa, é feito o aquecimento a uma temperatura acima da linha de austenitização (definida por teor de carbono, quantidade de elementos de liga e tamanho de grão), na qual as peças ficam por tempo suficiente para uniformização térmica da superfície até o núcleo.
Em seguida, a peça é resfriada até temperaturas abaixo de 600°C, sendo que, para a maioria dos aços de construção mecânica, esse resfriamento será realizado ao ar calmo ou forçado até a temperatura ambiente. Durante esse resfriamento, a estrutura do aço passa de austenita para perlita e ferrita, porém agora com a granulação mais homogênea e refinada.
Quando Usar
É comum que artefatos com crescimento excessivo de grãos oriundas de fundição passem pelo processo de normalização. Além do aspecto, a normalização possibilita que as estruturas do aço ganhem melhores propriedades mecânicas. A tenacidade é outro atributo dos materiais submetidos a esse tratamento térmico.
Além de aço fundido, a normalização pode ser feita depois que os materiais são forjados e laminados. A normalização é útil, inclusive, antes de submeter o material à têmpera e revenimento, demais tratamentos térmicos oferecidos pela indústria, porém, considerados superficiais.
Quando Usar
Embora o resfriamento da peça após a normalização possa acontecer ao ar livre, é comum que aconteça em atmosfera controlada, com injeção de gases hidrogênio e nitrogênio. Desse modo, é possível obter uma qualidade superior da superfície da peça tratada, o que vai prevenir contra a ocorrência de óxidos e descarbonetação.
Os tratamentos térmicos são mais indicados para aços de alto carbono, que são mais difíceis de soldar, por serem mais resistentes e duros. Também funciona bem em elementos de liga, ou seja, materiais que possuem ainda minerais como manganês e outros.
Vantagens da Normalização
A normalização pode ser mais vantajosa do que outros tratamentos térmicos, na laminação. Isso ocorre, inclusive, quando o objetivo é obter uma estrutura mais uniforme para a peça antes de submetê-la a processos como têmpera e ao revenimento.
De acordo com o caso também é a escolha indicada ao invés de optar pelo processo chamado de recozimento, uma vez que a normalização consegue oferecer melhores propriedades mecânicas. Devido a todas as vantagens que possui esse tratamento térmico, portanto, é o ideal para a fabricação de engrenagens, eixos, chassis e muitos outros.
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