TRATAMENTOS TÉRMICOS TRAB 03

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TRATAMENTOS TÉRMICOS
EDSON, MAICON, MAIKO E TIAGO A.
Recozimento total ou pleno
O recozimento pleno consiste no aquecimento do aço a uma temperatura superior à zona crítica (quando este aquecimento é feito a uma temperatura situada dentro da zona crítica, é denominado recozimento intercrítico) seguido por um resfriamento lento (dentro do forno por exemplo).
A finalidade deste tratamento é restaurar as propriedades alteradas por um tratamento mecânico ou térmico anterior, ou refinar/homogeneizar estruturas brutas de fusão.
Quando o aço é aquecido a uma temperatura superior à temperatura crítica (Ac1), começa a ocorrer a nucleação, e posteriormente o crescimento, de grãos de austenita, modificando a microestrutura anterior do material, qualquer que esta seja.
Posteriormente, durante o resfriamento lento a austenita se decompõe numa mistura de ferrita e cementita (perlita) inteiramente nova, isenta de deformação ou qualquer outro resultado de tratamentos mecânicos ou térmicos anteriores.
Aquecimento: deve ser uniforme e a temperatura de tratamento deve ser homogênea, para evitar distorções e até fraturas.
Temperatura de recozimento: varia em função da composição química: 20 a 50 ºC acima de Ac3 (limite superior da zona crítica) para aços hipoeutetóides. Para aços hipereutetóides: entre Ac1 e Acm para evitar formação de cementita pro-eutetóide fragilizante nos contornos.
Tempo de permanência à temperatura (patamar): deve ser suficiente para a formação e homogeneização da austenita, inclusive no centro da peça. Varia em função da espessura da peça, que, quanto maior, precisa de mais tempo.
Atmosfera do forno: em fornos de atmosfera oxidante devem ser minimizadas as entradas de ar, para evitar a formação de carepa (óxido), principalmente para peças grandes com longos tempos de tratamento, assim como a descarbonetação, principalmente de peças cementadas (endurecidas superficialmente por tratamentos termoquímicos).
Esfriamento lento: deve ser realizado preferencialmente dentro do forno. Se o custo for inaceitável: resfriamento em campânulas isoladas ou imersas/enterradas em materiais isolantes térmicos (vermiculite, cal em pó, areia bem seca, cinzas ou outros meios que assegurem resfriamento bem lento após saída do forno).
 isotérmico ou cíclico
Recozimento Isotérmico ou cíclico: Consiste no aquecimento do aço nas mesmas condições que o recozimento total, seguido de um resfriamento 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. Em seguida, o resfriamento até a temperatura ambiente pode ser com maior velocidade e a estrutura final resultante é mais uniforme que no caso do recozimento pleno.
O recozimento isotérmico pode ser aplicado em peças que precisem ser usinadas, com remoção de cavacos e que, depois de usinadas, passem por tratamentos térmicos onde a distorção dimensional seja mínima. Essas peças podem ser fabricadas em diversos tipos de aço.
Recozimento para alívio de tensões
Consiste no aquecimento do aço à temperaturas abaixo do limite inferior da zona crítica, e o objetivo é aliviar tensões originadas durante a solidificação ou produzidas em operações de transformação mecânica a frio, como estampagem profunda, ou ainda 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 500º C para garantir os melhores resultados. De qualquer modo, a temperatura de aquecimento deve ser a mínima compatível com o tipo e as condições da peça, para que não se modifique sua estrutura interna, assim como não se produzam alterações sensíveis de suas propriedades mecânicas.
 Recozimento em caixa
Que 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 - tais como tiras a chapas laminadas a frio, portanto no estado encruado - são colocadas no interior do forno, em recipientes vedados. Geralmente faz-se aquecimento lento a temperaturas abaixo da zona crítica, variando de 600ºC. 
 Esferoidização
Que consiste num aquecimento e resfriamento subseqüente, em condições tais a produzir uma forma globular ou esferoidal de carboneto no aço. Há várias maneiras de produzir tal estrutura.
Aquecimento a uma temperatura logo acima da linha inferior de transformação, seguindo de esfriamento lento;
 Aquecimento por tempo prolongado a uma temperatura logo abaixo da linha inferior de zona crítica. Este tratamento é também chamado de “Recozimento subcrítico’’
 Aquecimento e resfriamento alternados entre temperaturas que estão logo acima e logo abaixo da linha de transformação inferior. 
A esferoidização objetiva melhorar a usinabilidade de aços de alto carbono. 
Ciclos Térmicos de Esferoidização 
Recozimento Subcrítico: neste tratamento o aço é aquecido a temperatura um pouco abaixo de um limite (15 a 30°C), permanecendo nesta temperatura por um longo período de tempo . Não ocorrendo mudanças de fase para este ciclo. 
Recozimento Pendular (ou cíclico): consiste em alterar a temperatura várias vezes em torno do limite estabelecido , com posterior resfriamento lento. A cada vez que se sobe a temperatura acima do limite os carbonetos mais finos se dissolvem , é quando se abaixa a temperatura ocorre a precipitação na cementita que não se dissolveu.
Ciclos Térmicos de Esferoidização 
 Resfriamento Controlado: o material é aquecido até uma temperatura 10 a 30°C acima do limite estabelecido , permanecendo nesta temperatura por determinado tempo, sendo posteriormente resfriado lentamente (resfriamento controlado com taxa de resfriamento igual a 5-10°C/h). Este visa propiciar uma dissolução incompleta da cementita em temperaturas de 10 a 30°C acima do limite . Durante o resfriamento, as partículas de cementita não dissolvidas atuam como núcleo para o crescimento dos carbonetos esferoidizados.
 Recozimento Isotérmico: consiste em aquecer o aço até uma temperatura entre 600 a 690°C dependendo do aço, manter nesta temperatura por um curto intervalo de tempo, resfriar até uma temperatura ligeiramente inferior a o limite estabelecido (10 a 30°C), e manter nesta temperatura por um tempo suficiente para que ocorra a transformação de toda a austenita existente e se obtenha um coalescimento suficiente da cementita (este tempo pode variar de 4 a 8h em média). Neste caso, o resfriamento não precisa ser tão lento, porém, costuma-se resfriar lentamente até cerca de 650°C com posterior resfriamento rápido até a temperatura ambiente.
 Normalização
É um tratamento muito semelhante ao recozimento, pelo menos quanto aos seus objetivos. A diferença consiste no fato que o resfriamento posterior é menos lento ao ar, por exemplo, o que da como resultado uma estrutura mais fina do que a produzida no recozimento e consequentemente propriedades mecânicas ligeiramente superiores.
 Aplica – se principalmente aos aços.
 Têmpera
É esse o tratamento térmico mais importante dos Aços principalmente os que são utilizados em construção mecânica. As condições de aquecimento são semelhantes às que ocorrem no recozimento ou normalização. O resfriamento, entretanto, é muito rápido, para o que se empregam em geralmente em meios líquidos, onde as peças São mergulhadas depois da aquecidas convenientemente. Resultam, nos Aços temperados, modificações estruturais muito intensas que levam ao grande aumento de dureza, da resistência ao desgaste, da resistência à tração, ao mesmo tempo em que as propriedades relacionadas com a ductilidade e sofre uma apreciável diminuição e tensões internas são originadas em grande intensidade.
Essas tensões internas são de naturezas: Tensões estruturais e tensões térmicas, estas últimas devidoao fato de as diferentes secções das peças se resfriarem com velocidades diferentes.
Os inconvenientes causados por essas tensões internas, associados a excessiva dureza e quase Total ausência de ductilidade do aço temperado, exigem um tratamento térmico corretivo posterior chamado revenimento.