PROCESSAMENTO TÉRMICO DE LIGAS METÁLICAS

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(2) aumenta a maciez, ductilidade e tenacidade; e/ou (3) produz uma microestrutura específica. Uma variedade de tratamentos térmicos de recozimento é possível; eles são caracterizados pelas mudanças que são induzidas, que muitas vezes são microestruturas e são responsáveis pela alteração das propriedades mecânicas.

Qualquer processo de recozimento consiste de 3 estágios: (1) aquecimento até à desejada temperatura, (2) manutenção ou "encharcamento" à temperatura, e (3) resfriamento, usualmente até à temperatura ambiente. Tempo é um parâmetro importante nestes procedimentos. Durante o aquecimento e resfriamento, existem gradientes de temperatura entre as porções do lado de fora e o lado de dentro da peça; suas magnitudes dependem do tamanho e da geometria da peça. Se a taxa de mudança da temperatura é demasiado grande, podem ser induzidos gradientes de temperatura e tensões internas que podem conduzir ao empeno (curvatura) ou mesmo trincamento. Também, o tempo real de recozimento deve ser longo suficiente para permitir quaisquer necessárias reações de transformação. A temperatura de recozimento é também uma consideração importante; recozimento pode ser acelerado pelo aumento da temperatura, de vez que processos difusionais estão normalmente envolvidos.

Ordinariamente é desejada uma microestrutura de grãos finos e, portanto, o tratamento térmico é terminado antes que ocorra um apreciável crescimento de grão. A oxidação superficial ou a formação de carepa pode ser evitada ou minimizada mediante o recozimento em temperatura relativamente baixa (mas acima da temperatura de recristalização), ou numa atmosfera não oxidante.

4.0 –ALÍVIO DE TENSÃO

Tensões residuais internas podem desenvolver-se nas peças de metal em resposta aoseguinte: (1) processos de deformação plástica tais como usinagem e lixamento; (2) resfriamento não uniforme de uma peça que foi processada ou fabricada numa temperatura elevada, tal como uma solda ou uma fundição; e (3) uma transformação de fase que é induzida pelo resfriamento onde as fases matriz e produto têm diferentes densidades. Distorção e empenamento podem resultar se as tensões residuais não forem removidas. Eles podem ser eliminados por um tratamento térmico de recozimento para alívio de tensão no qual a peça é aquecida até a recomendada temperatura, mantida ali durante um tempo longo suficiente para atingir uma temperatura uniforme e, finalmente,resfriada até a temperatura ambiente em ar. A temperatura de recozimento é ordinariamente uma temperatura relativamente baixa de tal maneira que os efeitos resultantes do trabalho a frio e de outros tratamentos não são afetados.

5.0 – RECOZIMENTO DE LIGAS FERROSAS

Vários diferentes procedimentos de recozimento são empregados para melhorar as propriedades de ligas de aço.

5.1 –Normalização

Aços que foram plasticamente deformados, por exemplo, uma operação de laminação consiste de grãos de perlita (e, muito provavelmente, uma fase proeutetóide), que estão com forma irregular e relativamente grande, mas variando substancialmente em tamanho. Um tratamento de recozimento chamado normalização é usado para refinar os grãos (isto é, para decrescer o tamanho médio de grão) e produzir uma mais uniforme e desejável distribuição de tamanho; aços perlíticos finamente granulados são mais fortes do que aqueles de granulaçãogrosseira. Normalização é realizada por aquecimento até aproximadamente 55 a 85ºC (100 a 150F) acima da temperatura crítica, que é, naturalmente, dependente da composição. Após suficiente tempo ter sido permitido para a liga completar a sua transformação à austenita - um procedimento denominado austenitização - o tratamento é encerrado por resfriamento ao ar.

5.2 –Recozimento Completo

Um tratamento térmico conhecido comoum recozimento completo é às vezes utilizadoem aços de baixo e de médio teor de carbono que serão usinados ou experimentarão deformaçãoplástica durante uma operação de conformação. A liga é austenitizada por aquecimento até 15 a40ºC (30 a 70F). A liga é então resfriada no forno; isto é, o forno de tratamento térmico é desligado e tantoo forno quanto o aço resfriam até a temperatura ambiente numa mesma taxa, que leva várias horas.

O produto microestrutural deste recozimento é perlita grossa (em adição a qualquer faseproeutetóide) que é relativamente macia e dútil. O procedimento de resfriamento no recozimentocompleto é economizador de tempo; todavia resulta umamicroestrutura tendo grãos pequenos e uma estrutura de grão uniforme.

5.3 –Esferoidização

Aços de médio e alto carbono tendo uma microestrutura que contém mesmo perlita grossapodem ser demasiado duros para serem convenientemente usinados ou plasticamente deformados.

Estes aços, e de fato qualquer aço, pode ser tratado termicamente ou recozido para desenvolver aestrutura esferoidita. Aços esferoidizados têm uma máxima maciez edutilidade e sãofacilmente usinados ou deformados. O tratamento térmico de esferoidizaçãoconsiste de aquecimento da liga até uma temperatura justo abaixo do ponto eutetóide ou ao redor de 700ºC (1300 F). Se amicroestrutura precursora contiver perlita, tempos de esferoidização ordinariamente situar-se-ãoentre 15 e 25 horas. Durante este recozimento existe um coalescimento para formar aspartículas esferóides.

São ainda possíveis outros tratamentos de recozimento. Por exemplo, vidros sãorecozidos, como delineados, para remover tensões internas residuais que tornam omaterial excessivamente fraco.

6.0 – TRATAMENTOS TÉRMICOS DE AÇOS

Procedimentos convencionais de tratamento térmico para produção de aços martensíticos (uma fase metaestável composta por ferro que está supersaturada com carbono)ordinariamente envolvem resfriamento contínuo e rápido de uma amostra austenitizada em algummeio de têmpera, tal como água, óleo ou ar. As propriedades ótimas de um aço que tiver sidotemperado e a seguir revenido podem ser obtidas somente se, durante o tratamento térmico detêmpera, a amostra tiver sido convertida até um alto conteúdo de martensita. Durante o tratamento de têmpera, é impossível resfriar a amostra numa taxa uniforme emtoda a sua extensão - a superfície resfriar-se-á sempre mais rapidamente do que as regiões dointerior. Portanto, a austenita transformar-se-á ao longo de uma faixa de temperaturas, fornecendouma possível variação de microestrutura