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Tratamento térmico: tudo que você precisa saber

Tratamento térmico é um conjunto de processos que visa melhorar as propriedades dos metais. Pode agir de forma total (em toda a peça) ou de forma localizada (apenas em uma parte de peça).

O princípio básico é a reorganização estrutural dos átomos, visando adequar os parâmetros para o melhor aproveitamento da peça metálica. Isto ocorre quando a peça passa por aquecimento e resfriamento de forma controlada, proporcionando:

  1. Aumento de sua vida útil quando em uso;
  2. Melhoria das propriedades mecânicas;
  3. Maior proteção contra oxidações.

Tratamento térmico: como é realizado e quanto tempo dura na peça?

Dependendo do tipo de processo metalúrgico de tratamento térmico aplicado à peça, ele durará até o final da vida útil da peça tratada, desde que utilizada adequadamente.

No processo de tratamento térmico da peça metálica, diversos parâmetros são controlados, mas basicamente são 5 grandes variáveis técnicas:

1) Temperaturas:

É a temperatura de aquecimento e resfriamento, fator primordial para se obter o que se deseja.

2) Tempos:

Os tempos, em temperatura, são importantes para que se tenha homogeneidade em toda a seção da peça.

3) Velocidades:

Aquecimento ou resfriamento lento, moderado ou rápido para que se alterem as propriedades da peça.

4) Atmosfera:

Trata-se do produto que envolve a peça dentro do forno quando está sendo tratada. Esta pode ser sólida (como carvão), líquida (banho de sais) ou gasosa (gases especiais).

5) Material:

É a liga metálica envolvida. Milhares de ligas metálicas estão disponíveis para uso regular e comercial. Cada uma requer um determinado tipo de tratamento térmico para se obter os melhores resultados.

O controle adequado dessas variáveis dos processos de tratamento térmico é de extrema importância para garantir a sua eficácia.

Mas, afinal, para que serve o tratamento térmico?

O tratamento térmico serve para melhorar as propriedades de peças metálicas quando em uso ou utilização. Pode-se “amolecer” ou “endurecer” uma peça de acordo com o que se quer fazer. Tudo está atrelado a aplicação e o destino onde a peça será utilizada. Os tratamentos térmicos são processos metalúrgicos que objetivam melhorar as propriedades metalmecânicas de peças, elevar sua resistência, vida útil e durabilidade quando em uso.

O tratamento térmico também ajuda nos seguintes aspectos:

a) No aumento da resistência mecânica da peça metálica;

b) Auxilia na usinabilidade da peça;

c) Reduz o desgaste;

d) Elimina tensões evitando quebras;

e) Melhora as características e aumenta a vida útil de uma peça metálica.

 

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 irá reorganizar os átomos e deixar a peça mais adequada para uso. Isso gera consequências, tais como:

  1. Aliviar tensões;
  2. Melhorar e/ou padronizar da estrutura metalúrgica;
  3. Elevar a resistência, homogeneizando a coisa como um todo, ou seja, preparando a peça para a etapa seguinte, que pode ser, por exemplo, a usinagem da peça.

Quais são os tipos de tratamento térmico mais utilizados?

No tratamento térmico, os processos mais utilizados são:

Recozimento:

Consiste em aquecer a peça a uma temperatura adequada, seguindo-se de um resfriamento lento. O objetivo deste tratamento é de conferir uma dureza baixa e uma ductilidade alta.

Normalização:

Consiste em aquecer a peça a uma temperatura adequada com resfriamento lento normalmente ao ar. Visa obter dureza baixa, boa ductibilidade e eliminar estruturas provenientes de tratamentos anteriores.

Austêmpera:

Consiste em aquecer a peça a uma temperatura adequada, seguido de um resfriamento em um meio brando, normalmente em banho de sal, visando uma estrutura especial chamada baianítica que é dúctil e tenaz.

Martêmpera:

Consiste em aquecer a peça a uma temperatura adequada seguido de um resfriamento em meio brando, normalmente em banho de sal, visando uma estrutura chamada martensítica que é dura e frágil.

Têmpera:

Consiste em aquecer a peça a uma temperatura adequada seguida de um resfriamento rápido, normalmente em água ou óleo visando aumentar a sua dureza.

Revenido:

Tratamento térmico posterior à têmpera. A peça é reaquecida a uma faixa normalmente entre 150°C e 600°C e visa aliviar as tensões e ajustar a dureza.

Cementação:

É um processo termoquímico de endurecimento superficial. Consiste em aquecer a peça em meio rico em carbono fazendo com que este se difunda para o exterior da peça com o objetivo de obter-se uma camada superficial mais dura.

Carbonitretação:

Processo similar a cementação, porém com adição de nitrogênio e que após temperado apresenta camada com elevada dureza.

Nitretação:

Processo de endurecimento superficial normalmente em temperatura de 495°C a 575°C. Consiste na introdução de nitrogênio na superfície do aço conferindo-lhe uma camada dura resistente do desgaste, corrosões e fadiga.

A Indução é um tratamento térmico superficial: o que isso significa?

Em alguns casos existe a necessidade ou apenas a possibilidade de realizar tratamento térmico de forma localizada, ou seja, em apenas uma parte da peça, seja pela sua complexidade, utilização, tamanho, geometria ou aplicação. O processo de tratamento térmico por indução eletromagnética é uma forma de fazer isto de maneira controlada, trazendo enormes benefícios práticos e econômicos. O tratamento térmico ocorre deforma localizada, ele não abrange toda a peça, atua apenas em uma região específica.

Quais os produtos que sofrem o processo de tratamento térmico?

Inúmeras e infinitas são as possibilidades, tudo dependerá daquilo que se deseja realizar na peça e a sua aplicação no momento. Ele é utilizado em vários itens com os quais lidamos no nosso dia a dia, tais como:

– Cintos de segurança;

– Alicates de unha;

– Peças de navio, carro, caminhão, trator, máquinas e equipamentos;

– Salto de sapato;

– Facas;

–  Instrumentos cirúrgicos;

– Moldes e matrizes para diversas aplicações industriais.

Tratamento térmico: quais os materiais envolvidos no processo?

Temos três grandes grupos que são:

1)Ferrosos:

São aqueles que em sua base majoritariamente apresentam ferro. Um exemplo é o aço cuja mistura é de dois elementos fundamentais, o ferro + carbono. Aço baixo carbono, médio e auto carbono, aços inoxidáveis, aços ferramenta, ferro fundido são exemplos de materiais ferrosos. Nesse caso podem apresentar outros elementos químicos além do carbono na sua composição química.

2)São ferrosos:

São aqueles que apresentam outros elementos químicos fundamentais em sua base que não é o ferro. O alumínio, cobre, magnésio e suas ligas são um bom exemplo disso.

3)Superligas:

São uma composição ou conjunção de elementos metálicos fundamentais que não se encaixam em nenhum dos casos acima.

 

Link: Quer conhecer mais sobre tratamento térmico? Assista ao vídeo do Telecurso 2000, que auxilia no entendimento deste processo de transformação!

https://www.youtube.com/watch?v=dBjwz15UVDU