Tratamentos Térmicos: Tecnologia e Controle

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A Prática dos Tratamentos Térmicos [19]
Finalidade dos tratamentos térmicos:
ajuste das propriedades mecânicas através deajuste das propriedades mecânicas através de 
alterações da microestrutura do material.
alívio de tensões
controle da dureza e resistência mecânica
usinabilidade
resistência à corrosão
Tratamentos térmicos
aquecimento “gargalo”
etapas encharque naprodução
industrial
1>
resfriamento industrial
Tratamentos Térmicos
Tecnologia para geração de calor:
batelada
Fornos
contínuo
forno para temperatura máxima de
1100oC com 6m Largura x 6m Altura
forno elétrico para temperatura
máxima de 1100oC, com 300mm
Largura x 100mm Altura
2>
1100 C, com 6m Largura x 6m Altura
x 12m Comprimento forno elétrico para 
pequenas peças
Largura x 100mm Altura
x 2250mm Comprimento
Tratamentos Térmicos
Tecnologia para geração de calor:
batelada
Fornos
contínuo
energia (elétrica / gás / óleo combustível / carvão)energia (elétrica / gás / óleo combustível / carvão)
troca de calor (condução / convecção / radiação)troca de calor (condução / convecção / radiação)
isolamento térmico / refratários cerâmicosisolamento térmico / refratários cerâmicos
atmosfera (redutora / oxidante / inerte / vácuo)
3>
atmosfera (redutora / oxidante / inerte / vácuo)
Tratamentos Térmicos
Tecnologia para controle de temperatura:
SENSORES DE TEMPERATURASENSORES DE TEMPERATURA
termômetros de bulbo (baixas temperaturas)termômetros de bulbo (baixas temperaturas)
termopares (baixo custo e alta versatilidade)termopares (baixo custo e alta versatilidade)
pirômetros óticos (altas temperaturas)pirômetros óticos (altas temperaturas)
4>
termometros termopares pirômetro ótico
Tratamentos Térmicos
Tecnologia para controle de temperatura:
 
TERMOPARES – 2 diferentes ligas metálicas definem a
faixa de temperatura onde o sensor é aplicado.
50
55
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Tipo:
35
40
45
 SS – Pt / Pt-Rh
25
30
35 K
 J
T
 
m
. [
m
V
]K – cromel (Ni-Cr)
/ alumel (Ni-Al)
10
15
20 Tf.e
.J – Fe/constantan
(Cu-Ni)
T C /
0
5
10T – Cu/constantan
(Cu-Ni)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
0
temperatura [oC] 5>
Tratamentos Térmicos
Tecnologia para controle de temperatura:
CONTROLADORES – controle da potência de fornos elétricos
para ajuste da temperatura de trabalho,
monitorada a partir de um sensor de
temperatura (termopar).
T T
t t
6>
controlador liga-desliga controlador PID
Tratamentos Térmicos
Atmosfera do forno:
gases podem reagir quimicamente com a superfície da peçagases podem reagir quimicamente com a superfície da peça
descarbonetação:
(C) + CO2 → 2 CO( ) 2
oxidação:
Fe + CO2 → FeO + CO
3F O + CO F O + CO
Natureza:
3FeO + CO2 → Fe3O4 + CO
Oxidação do ferro em atmosfera CO-CO2
inerte
redutora
Oxidação do ferro em atmosfera CO CO2oxidante
N2 (asfixiante) inerte
H2 (inflamável, asfixiante) redutor
CO (inflamável, tóxico) redutor / carbonetador
CO2 (tóxico asfixiante) oxidante / descarbonetador
7>
CO2 (tóxico, asfixiante) oxidante / descarbonetador
CH4 (inflamável, asfixiante carbonetador
Tratamentos Térmicos
Parâmetros de controle nos tratamentos térmicos: 
γ
at
ur
a A3
α + γ
 
em
pe
ra
A1
α + γ
te
α + C
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
A i t E h R f i t
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
tempo
8>
Aquecimento Encharque Resfriamento
Tratamentos Térmicos
Bibliografia:
Chiaverini, V. Aços e Ferros Fundidos. ABM, São Paulo, 
5a ed 1987 pp 75 815a. ed., 1987, pp. 75-81.
Van Vlack, L. H. Princípios de Ciência dos Materiais. Ed. 
Edgard Blucher São Paulo 1970 pp 300 303Edgard Blucher, São Paulo, 1970, pp. 300-303.
Chiaverini, V. Tecnologia Mecânica. McGraw-Hill, São 
Paulo 2a ed 1986 pp 240-244Paulo, 2a. ed., 1986, pp. 240-244.
American Society for Metals. ASM Handbook, Vol. 4: Heat
Treating 10th ed 1991Treating. 10th ed., 1991.
http://www.ecil.com.br/
Notas de aula preparadas pelo Prof. Juno Gallego para a disciplina Materiais de Construção Mecânica I.
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® 2009. Permitida a impressão e divulgação. http://www.dem.feis.unesp.br/maprotec/educacional.shtml/