TRATAMENTO TÉRMICO DOS AÇOS

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TRATAMENTO TÉRMICO DOS AÇOS
RECOZIMENTO, NORMALIZAÇÃO, TÊMPERA, REVENIDO E COALESCIMENTO
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Tratamento térmico
É o conjunto de operações de aquecimento e resfriamento a que são submetidos os aços, sob condições controladas de temperatura, tempo, atmosfera e velocidade de esfriamento, com o objetivo de alterar as suas propriedades ou conferir-lhes característicos determinados.
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Principais objetivos dos tratamentos térmicos:
 Remoção de tensões;
 Aumento ou diminuição da dureza;
Aumento da resistência mecânica;
Melhora da ductibilidade;
Melhora da usinabilidade;
Melhora da resistência ao desgaste;
Melhora das propriedades de corte;
Melhora da resistência à corrosão;
Melhora da resistência ao calor;
Modificação das propriedades elétricas e magnética.
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Fatores de influência nos tratamentos térmicos
AQUECIMENTO: é geralmente realizado a uma temperatura acima da crítica, para completa austenitização. É o primeiro passo dos trat. térmicos. Aquecimento rápido pode causar fissuras em aços com encruamento prévio ou em estado martensítico.
TEMPO DE PERMANÊNCIA À TEMPERATURA DE AQUECIMENTO: é um fator fixo, determinado pela natureza do processo, das propriedades e das estruturas finais desejadas. Quanto mais tempo de permanência à temperatura considerada de austenitização, tanto mais completa a dissolução dos carbonetos de ferro no ferro gama e maiores grãos de austenita.
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Fatores de influência nos tratamentos térmicos
RESFRIAMENTO: é o fator mais importante do tratamento, pois define as estruturas e as propriedades finais. Os meios de esfriamentos usados são: ambiente do forno, ar e meios líquidos.
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Fatores de influência nos tratamentos térmicos
ATMOSFERA DO FORNO: nos tratamentos térmicos dos aços, deve-se evitar dois fenômenos muitos comuns: a oxidação, que forma “casca de óxido” e a descarbonetação, que pode formar uma camada mais mole na superfície do metal. Esses fenômenos são evitados pelo uso de uma atmosfera protetora, ou controlada no interior do forno.
As tabelas a seguir resumem as reações que ocorrem no interior dos fornos, devido às atmosferas comuns pressentes.
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Atmosfera do forno
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Atmosfera do forno
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Recozimento
É o tratamento térmico realizado com o fim de alcançar um ou vários dos seguintes objetivos: remover tensões devidas aos tratamentos mecânicos a frio ou a quente, diminuir a dureza para melhorar a usinabilidade do aço, alterar as propriedades mecânicas, modificar os característicos elétricos e magnéticos, ajustar tamanho de grão, regularizar a textura bruta de fusão, remover gases, produzir microestrutura definida, eliminar enfim os efeitos de quaisquer tratamentos térmicos ou mecânicos a que o aço tiver sido anteriormente submetido.
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Tipos de Recozimento
Recozimento total ou pleno;
Recozimento isotérmico ou cíclico;
Recozimento para alívios de tensões;
Recozimento em caixa;
Esferoidização.
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Recozimento total ou pleno
Consiste no aquecimento do aço acima da zona crítica, durante o tempo necessário e suficiente para se ter a solução do carbono ou dos elementos de liga no ferro gama, seguido de um resfriamento muito lento, realizado ou mediante o controle da velocidade de resfriamento do forno ou desligando-se o mesmo e deixando que o aço resfrie ao mesmo tempo que ele.
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Recozimento total ou pleno
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Recozimento isotérmico ou cíclico
Consiste no aquecimento do aço nas mesmas condições que para o recozimento total, seguido de um esfriamento rápido até uma temperatura situada dentro da porção superior do diagrama de transformação isotérmico, onde o material é mantido durante o tempo necessário a se produzir a transformação completa.
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Recozimento isotérmico ou cíclico
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Recozimento para alívio de tensões
Consiste no aquecimento do aço a temperaturas abaixo do limite inferior da zona crítica. O objetivo é aliviar as tensões originadas durante a solidificação ou produzidas em operações de transformação mecânica a frio, como estampagem profunda, ou em operações de endireitamento, corte por chama, soldagem ou usinagem. Essas tensões começam a ser aliviadas a temperaturas logo acima da ambiente; entretanto é aconselhável aquecimento lento até pelo menos 500 C para garantir os melhores resultados.
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Recozimento para alívio de tensões
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Recozimento em caixa
É o tratamento utilizado para a proteção de grandes massas ou grande número de peças de aço, de modo a impedir que a superfície acabada das mesmas seja afetada por oxidação ou outro efeito típico de tratamento térmico. As peças encruadas são colocadas no interior do forno em recipientes vedados. Faz-se aquecimento lento a temperaturas abaixo da zona crítica, variando de 600 C a 700 C.
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Esferoidização
Consiste num aquecimento e resfriamento subsequente, em condições tais a produzir uma forma globular ou esferoidal de carboneto no aço. Objetiva melhorar a usinabilidade de aços de alto teor de carbono.
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Esferoidização
Maneiras de se produzir tal estrutura:
Aquecimento a uma temperatura logo acima da linha inferior de transformação, seguido de esfriamento lento;
Aquecimento por tempo prolongado a uma temperatura logo abaixo da linha inferior da zona crítica. ( Recozimento Subcrítico);
Aquecimento e resfriamento alternados entre temperaturas que estão logo acima e logo abaixo da linha de transformação inferior.
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Normalização
Consiste no aquecimento do aço a uma temperatura acima da zona crítica, seguido de resfriamento ao ar. Visa refinar a granulação grosseira de peças de aço fundido, peças laminadas e forjadas. É ainda usada como tratamento preliminar à têmpera e ao revenido.
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Normalização
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Têmpera
É um tratamento térmico de resfriamento rápido de uma temperatura acima da crítica, em óleo, água, salmoura ou ar.
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Têmpera
Como na têmpera o constituinte final é a martensita, a propriedade mecânica obtida é alta resistência a tração e alta dureza.
Com isso causa a redução da ductilidade, da tenacidade e o aparecimento de tensões internas. Tais inconvenientes são minimizados ou eliminados com o revenimento do aço.
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Revenimento
É o tratamento térmico que acompanha a têmpera. Além de aliviar ou remover as tensões internas, corrige as excessivas dureza e fragilidade do material, aumentando a ductilidade e resistência ao choque.
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AÇO TEMPERADO
AÇO TEMPERADO E REVENIDO
Coalescimento
Qualquer tratamento capaz de produzir esferoidita é chamado de coalescimento. Esse tratamento é aplicado principalmente em aços hipereutetóides. O resultado dele é uma dureza muito baixa normalmente inferior a perlita grosseira, obtida no recozimento. Objetiva-se facilitar certas operações de deformação a frio e usinagem de aços de alto teor em carbono.
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