O tratamento térmico é um processo essencial na fabricação, mas muitas vezes é ignorado. Nesta postagem do blog, exploraremos o fascinante mundo do tratamento térmico e seu impacto na qualidade e no desempenho dos componentes metálicos. Nosso engenheiro mecânico especialista o guiará pelas várias técnicas de tratamento térmico, explicando seus benefícios e aplicações de forma clara e envolvente. Ao final deste artigo, você terá uma compreensão mais profunda desse processo essencial e de como ele molda os produtos que usamos todos os dias.
Método de operação:
O aço é aquecido a uma temperatura de Ac3 + 30 - 50 graus, Ac1 + 30 - 50 graus ou abaixo de Ac1 (conforme recomendado pelos materiais relevantes) e, em seguida, é resfriado lentamente dentro do forno.
Objetivos:
Principais aplicativos:
(1) Esse método é adequado para o tratamento de aço estruturado de liga, aço carbono leste-oeste, aço liga leste-oeste, peças forjadas de aço de alta velocidade, componentes de soldagem e matérias-primas com condições de fornecimento abaixo do ideal.
(2) Normalmente, esse processo é usado em condições difíceis e é chamado de "recozimento.
Método de operação:
Para realizar a normalização, aqueça o aço a uma temperatura de 30 a 50 graus acima de Ac3 ou Accm e, após a imersão, resfrie-o em uma velocidade um pouco mais rápida do que durante o recozimento.
Objetivos:
O objetivo da normalização é reduzir a dureza, melhorar a plasticidade e aprimorar os recursos de processamento de corte e pressão. Também ajuda a refinar a estrutura do grão, melhorar as propriedades mecânicas e preparar o material para o processamento subsequente. A normalização também ajuda a eliminar as tensões internas que podem ter sido causadas pelo trabalho a frio ou a quente.
Principais aplicativos:
A normalização é comumente usada como um processo de pré-tratamento para peças forjadas, soldadas e carburizadas. Para aços de baixo a médio carbono e componentes de aço de baixa liga com baixos requisitos funcionais, a normalização pode ser realizada como o processo final de tratamento térmico. No entanto, para aços comuns de média e alta liga, o resfriamento a ar pode resultar em endurecimento total ou parcial, portanto, não pode ser usado como processo final de tratamento térmico.
Método de operação:
A peça de aço é aquecida a uma temperatura acima da temperatura de transição de fase Ac3 ou Ac1, mantida por um período específico e, em seguida, resfriada rapidamente em água, nitrato, óleo ou ar.
Objetivos:
O resfriamento é normalmente realizado para obter uma estrutura martensítica com alta dureza.
Em alguns casos, a têmpera de aço de alta liga (como aço inoxidável ou aço resistente ao desgaste) é feita para obter uma estrutura austenítica única e uniforme para aumentar a resistência ao desgaste e à corrosão.
Principais aplicativos:
(1) Normalmente aplicado a aço-carbono e aço-liga com uma teor de carbono maior que 0,3%.
(2) O resfriamento maximiza a força e a resistência à abrasão do aço, mas também resulta em alta estresse interno que reduz a plasticidade e a resistência ao impacto do aço.
Portanto, o revenimento é necessário para obter propriedades mecânicas aprimoradas.
Método de operação:
As peças de aço temperadas são aquecidas a uma temperatura abaixo de Ac1, mantidas por um período de tempo e, em seguida, resfriadas em ar, óleo ou água quente.
Objetivos:
Para reduzir ou eliminar a tensão interna após a têmpera, minimize a deformação e as rachaduras da peça de trabalho.
Para ajustar a dureza, melhorar a plasticidade e a resistência e obter as propriedades mecânicas necessárias para a aplicação.
Para estabilizar o tamanho da peça de trabalho.
Principais aplicativos:
(1) O revenimento a baixa temperatura é usado quando se deseja alta dureza e resistência ao desgaste no aço temperado.
(2) O revenimento em temperatura média é usado para melhorar a elasticidade e a resistência ao escoamento de aço e, ao mesmo tempo, mantém um certo grau de resistência.
(3) O revenimento em alta temperatura é usado para priorizar a resistência ao impacto e a plasticidade, e é usado quando há resistência suficiente.
Em geral, recomenda-se evitar a têmpera entre 230 e 280 graus para o aço e entre 400 e 450 graus para o aço inoxidável, pois essa faixa pode causar fragilidade na têmpera.
Procedimento operacional:
O processo de aquecimento do aço a uma temperatura de 10 a 20 graus mais alta do que durante a têmpera, após o qual a têmpera é realizada, é chamado de têmpera e revenimento.
Depois de mantido em alta temperatura, o aço é temperado e, em seguida, revenido em uma faixa de temperatura de 400 a 720 graus.
Objetivos:
Principais aplicativos:
Esse processo é adequado para ligas de alta temperabilidade, como ligas de aço para ferramentas, ligas de aço de alta velocidade e ligas de aço estrutural.
Ele pode servir como tratamento térmico final para componentes críticos e também como tratamento pré-aquecido para peças apertadas, como parafusos, para reduzir a deformação durante o processamento.
Procedimento operacional:
O aço é aquecido a uma faixa de temperatura de 80 a 200 graus e mantido nessa temperatura por 5 a 20 horas ou mais. Depois disso, ele é retirado do forno e resfriado ao ar.
Objetivos:
Principais aplicativos:
Esse processo é adequado para todos os tipos de aço após a têmpera.
É comumente usado para componentes apertados cuja forma não muda, como parafusos apertados, instrumentos de medição, estrados, etc.
Procedimento operacional:
Os componentes de aço temperado são resfriados em um meio de baixa temperatura, como gelo seco ou nitrogênio líquido, a uma temperatura de -60 a -80 graus ou menos. Em seguida, a temperatura é removida uniformemente e as peças podem atingir a temperatura ambiente.
Objetivos:
Principais aplicativos:
Os componentes de aço devem ser submetidos a tratamento a frio imediatamente após a têmpera e, em seguida, devem ser temperados em baixa temperatura para eliminar o estresse interno durante o resfriamento em baixa temperatura.
O tratamento a frio é adequado principalmente para ferramentas apertadas, Ferramentas de mediçãoe componentes apertados feitos de liga de aço.
Procedimento operacional:
Uma chama produzida por uma mistura de oxigênio e acetileno é direcionada para a superfície do componente de aço, aquecendo-o rapidamente. Quando a temperatura de têmpera desejada é atingida, o aço é imediatamente resfriado por meio de pulverização com água.
Objetivos:
Para melhorar a dureza, a resistência ao desgaste e a resistência à fadiga do componente de aço, mantendo sua resistência.
Principais aplicativos:
Procedimento operacional:
Os componentes de aço são colocados em um indutor, onde a superfície dos componentes é submetida a uma corrente elétrica. O aço é aquecido até a temperatura de têmpera desejada em um período de tempo muito curto e, em seguida, é resfriado por pulverização com água.
Objetivos:
Para aumentar a dureza, a resistência ao desgaste e a resistência à fadiga dos componentes de aço, mantendo a tenacidade.
Principais aplicativos:
Esse processo é usado principalmente para componentes de aço de médio carbono e de aço de média liga.
A profundidade da camada endurecida por indução depende da frequência da corrente elétrica utilizada: o endurecimento por indução de alta frequência normalmente resulta em uma camada com 1 a 2 mm de profundidade, o endurecimento de frequência intermediária normalmente resulta em uma camada com 3 a 5 mm de profundidade e o endurecimento de alta frequência normalmente resulta em uma camada com mais de 10 mm de profundidade. Isso se deve ao "efeito de pele", em que a corrente elétrica se concentra na camada mais externa do componente.
Método de operação:
Coloque as peças de aço em um meio de cementação, aqueça-o a uma temperatura entre 900 e 950 graus e mantenha-o assim. Isso permite que a superfície das peças de aço forme uma camada de cementação com uma concentração e profundidade específicas.
Objetivos:
Para melhorar a dureza externa, a resistência ao desgaste e a resistência à fadiga das peças de aço, mantendo sua resistência.
Principais aplicativos:
(1) Esse método é usado principalmente para peças de aço de baixo carbono e aço de baixa liga com um teor de carbono que varia de 0,15% a 0,25%. A profundidade da camada cementada normalmente fica entre 0,5 mm e 2,5 mm.
(2) Após a cementação, é necessário passar por um processo de têmpera para obter martensita na superfície e concluir o processo de cementação.
Método de operação:
A superfície do aço é saturada com nitrogênio por meio do uso de átomos ativos de nitrogênio separados por gás amônia a temperaturas entre 500 e 600 graus.
Objetivos:
A dureza, a resistência ao desgaste, a resistência à fadiga e a resistência à corrosão das peças de aço são aprimoradas.
Principais aplicativos:
Esse método é usado principalmente para aços de liga de médio carbono ricos em elementos de liga como alumínio, cromo, molibdênio, aço carbono e ferro fundido. A profundidade da camada nitretada geralmente fica entre 0,025 e 0,8 mm.
Método de operação:
A superfície do aço é tratada por meio de uma combinação de cementação e nitretação.
Objetivos:
Para melhorar a dureza, a resistência ao desgaste, a resistência à fadiga e a resistência à corrosão de peças de aço.
Principais aplicativos:
(1) Usado principalmente para aço de baixo carbono, aço estruturado de baixa liga e peças de aço fundido, com uma profundidade típica de camada de nitretação de 0,02 a 3 mm;
(2) Após a nitretação, é necessário fazer a têmpera e o revenimento em baixa temperatura.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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