Seminário Tecnologia de Produção II
Tratamento Térmico e Termoquímico
Adilson Vieira
Alex Sandei
Murilo Bertola
Odimar Fer...
Resumo
• Definição e Conceitos
• Objetivo
• Tipos de Tratamento
RB
Tratamento Térmico
Definição e Conceitos AV
Operações
• Aquecimento
• Resfriamento
Condições
Controladas
• Temperatura
• T...
AS
Remoção de
tensões
internas
Alteração da
dureza
Aumento da
resistência
mecânica
Melhoria da
ductilidade
Melhoria da
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Ganho Perda
Em geral, a melhora de uma ou mais
propriedades, mediante um determinado
tratamento térmico, é conseguida com
...
Fatores de Influência no Tratamento Térmico
MB
TempoTemperatura
Aquecimento
Tempo de permanência
Resfriamento
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Tipos de Tratamento Térmico
Recozimento OF
Remover
tensões
Diminuir
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Usinabilidade
Propriedades
elétricas e
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Tipos de Tratamento Térmico
Recozimento OF
•Aços carbonos: ~20 min/cm espessura
•Aços liga: ~30 min/cm espessura
Tempo de
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OF
•Aquecimento acima da zona crítica, resfriamento
lento.
Recozimento total
ou pleno
•Aquecimento acima da zona crítica, ...
Tipos de Tratamento Térmico
Normalização OF
uniformizar e refinar a
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da sua zona crítica, mantendo-o nessa
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Tipos de Tratamento Térmico
Esferiodização OF
Melhorar
usinabilidade
de aços de
alto carbono
Tipos de Tratamento Térmico
Esferiodização OF
•aquecimento e resfriamento subsequente, em
condições tais a produzir uma fo...
Tipos de Tratamento Térmico
Têmpera RB
Objetivos Consequências
Tipos de Tratamento Térmico
Têmpera RB
•Aquecimento acima da zona crítica
•Manutenção à temperatura de tratamento para
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Tipos de Tratamento Térmico
Têmpera RB
• têmpera localizada apenas na superfície das peças de
aço
Têmpera
Superficial
• su...
Tipos de Tratamento Térmico
Têmpera RB
• aquece-se rapidamente, acima da temperatura crítica,
a superfície a ser endurecid...
Tipos de Tratamento Térmico
Têmpera RB
•O calor para aquecer uma peça pode ser gerado na própria peça
por indução eletroma...
Tipos de Tratamento Térmico
Revenido RB
Aliviar e remover
tensões internas
Correção
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Tipos de Tratamento Térmico
Revenido RB
•entre 100°C e 650°C
Temperatura de
Tratamento
•Parâmetro importante pois dele (e ...
Tipos de Tratamento Térmico
Revenido RB
•a dureza Rockwell começa a cair, podendo chegar a 60;100⁰C a 250⁰C
•a dureza Rock...
Tipos de Tratamento Térmico
Revenido RB
Tipos de Tratamento Térmico
Revenido RB
Fragilidade do
Revenido
Aço liga de
baixo teor
Resfriados
lentamente
375⁰C a
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Operações
• Aquecimento
• Resfriamento
Ações Químicas
Condições
Controladas
• Temperatura
• Tempo
• Atmosfera
• Velocidade...
Tratamento Termoquímico
Definição e Conceitos AS
Melhora da resistência ao desgaste da peça
sem afetar a ductilidade no se...
Tipos de Tratamento Termoquímico
Cementação AS
•consiste em aumentar-se o teor de carbono na superfície do
material, mante...
Tipos de Tratamento Termoquímico
Cementação AS
•Em geral, as peças são resfriadas ao arResfriamento
•Normalização
•Têmpera...
Tipos de Tratamento Termoquímico
Nitretação AS
•Objetiva o endurecimento superficial de aços por absorção de
nitrogênio
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Tipos de Tratamento Termoquímico
Nitretação AS
•As partes das peças que não se queira tratar são
cobertas por estanho ou l...
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Seminário Tratamento Térmico e Termoquímico

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Seminário Tratamento Térmico e Termoquímico

  1. 1. Seminário Tecnologia de Produção II Tratamento Térmico e Termoquímico Adilson Vieira Alex Sandei Murilo Bertola Odimar Fernandes Renato Bafi RB
  2. 2. Resumo • Definição e Conceitos • Objetivo • Tipos de Tratamento RB
  3. 3. Tratamento Térmico Definição e Conceitos AV Operações • Aquecimento • Resfriamento Condições Controladas • Temperatura • Tempo • Atmosfera • Velocidade Resultado Alteração de Propriedades
  4. 4. AS Remoção de tensões internas Alteração da dureza Aumento da resistência mecânica Melhoria da ductilidade Melhoria da usinabilidade Melhoria da resistência ao desgaste Melhoria das propriedades de corte Melhoria da resistência à corrosão Melhoria da resistência ao calor Modificação das propriedades elétricas e magnéticas Tratamento Térmico Objetivos
  5. 5. Ganho Perda Em geral, a melhora de uma ou mais propriedades, mediante um determinado tratamento térmico, é conseguida com prejuízo de outras. É necessário, que o tratamento térmico seja escolhido e aplicado criteriosamente, para que os inconvenientes sejam reduzidos ao mínimo. Tratamento Térmico Implicações MB
  6. 6. Fatores de Influência no Tratamento Térmico MB TempoTemperatura Aquecimento Tempo de permanência Resfriamento Atmosfera do forno
  7. 7. Tipos de Tratamento Térmico Recozimento OF Remover tensões Diminuir Dureza Usinabilidade Propriedades elétricas e Magnéticas ductilidade Tamanho de Grão Textura Bruta Remoção de gases
  8. 8. Tipos de Tratamento Térmico Recozimento OF •Aços carbonos: ~20 min/cm espessura •Aços liga: ~30 min/cm espessura Tempo de Permanência •Lento, no interior do forno desligado, de preferência •Quanto menor o teor de carbono mais rápido pode ser efetuado o resfriamento (retirar do forno e mergulhar em areia, cinza ou cal) •Velocidade de ~50°C/h Resfriamento •Controle do tempo de aquecimento •Controle de tempo e temperatura de tratamento •Apoio das peças no forno •Controle da Atmosfera do forno Cuidados •Peças fundidas •Peças encruadasAplicações
  9. 9. OF •Aquecimento acima da zona crítica, resfriamento lento. Recozimento total ou pleno •Aquecimento acima da zona crítica, resfriamento rápido, controle das zonas de temperatura. Recozimento isotérmico ou cíclico •Temperatura abaixo do limite inferior da zona crítica. Recozimento para alívio de tensões •Proteção de grandes massas ou grande número de peças, recipientes vedados, aquecimento lento, temperatura abaixo da zona crítica. Recozimento em caixa Tipos de Tratamento Térmico Recozimento
  10. 10. Tipos de Tratamento Térmico Normalização OF uniformizar e refinar a granulação a granulação mais fina é conseguida no resfriamento mais rápido. é obtida uma melhor homogeneização do que o recozimento pois a temperatura de tratamento é mais alta.
  11. 11. OF •aquecimento de um aço a temperaturas acima da sua zona crítica, mantendo-o nessa temperatura para homogeneização e resfriamento ao ar. Método •peças fundidas •peças forjadas •peças de grandes dimensões Aplicações Tipos de Tratamento Térmico Normalização
  12. 12. Tipos de Tratamento Térmico Esferiodização OF Melhorar usinabilidade de aços de alto carbono
  13. 13. Tipos de Tratamento Térmico Esferiodização OF •aquecimento e resfriamento subsequente, em condições tais a produzir uma forma globular ou esferoidal de carboneto no aço. Conceito •aquecimento a uma temperatura logo acima da linha inferior de transformação, seguido de esfriamento lento Método 1 •aquecimento por tempo prolongado a uma temperatura logo abaixo da linha inferior de zona crítica. Método 2 •aquecimento e resfriamento alternados entre temperaturas que estão logo acima e logo abaixo da linha de transformação inferior. Método 3
  14. 14. Tipos de Tratamento Térmico Têmpera RB Objetivos Consequências
  15. 15. Tipos de Tratamento Térmico Têmpera RB •Aquecimento acima da zona crítica •Manutenção à temperatura de tratamento para homogeneização •Resfriamento brusco - fator mais importante, que influenciará nas propriedades finais do material - de forma a obter-se estrutura Martensítica Método •Aços hipoeutetóides: A temperatura deve, para cada caso, estar acima da linha de transformação completa (austenitização plena) - somente aços com %C > 0,4 •Aços eutetóides e hiperutetóides: A temperatura deve estar acima de 723°C (+50°C) Aquecimento •O tempo de homogeneização deve ser o suficiente para a completa austenitização do material. •O tratamento deve ser realizado em atmosfera controlada para evitar-se a descarbonetação superficial, muito prejudicial ao material Condições •O mais rápido possível, desde que não interfira ou prejudique o material ou a peça (velocidade crítica de resfriamento) •É realizado em meios tais como: água óleo salmoura Resfriamento
  16. 16. Tipos de Tratamento Térmico Têmpera RB • têmpera localizada apenas na superfície das peças de aço Têmpera Superficial • superfícies de alta dureza e resistência ao desgaste; • boa resistência à fadiga por dobramento, • boa capacidade para resistir cargas de contato; • resistência satisfatória ao empenamento. Propriedades • procurar obter camadas endurecidas pouco profundas • levar em conta que a espessura da camada endurecida depende de cada caso específico Observações
  17. 17. Tipos de Tratamento Térmico Têmpera RB • aquece-se rapidamente, acima da temperatura crítica, a superfície a ser endurecida, por intermédio de uma chama de oxiacetileno, seguindo-se um jato de água, em forma de borrifo, de modo a produzir uma camada endurecida até a profundidade desejada. Têmpera por Chama • Giratório • Progressivo • Combinado Métodos • a peça é girada, como no método giratório ao mesmo tempo que a chama se movimenta de uma extremidade à outra. Somente uma faixa estreita de circunferência é aquecida progressivamente, à medida que a chama se move de uma extremidade à outra da peça. O resfriamento segue imediatamente atrás da chama. Método Combinado
  18. 18. Tipos de Tratamento Térmico Têmpera RB •O calor para aquecer uma peça pode ser gerado na própria peça por indução eletromagnética. uma corrente alternada flui através de um indutor ou bobina de trabalho Têmpera por Indução •forma da bobina; •distância ou espaço entre a bobina de indução a peça; •taxa de alimentação de força; •frequência; •tempo de aquecimento. Controle da Profundidade •A peça a ser temperada é feita girar dentro da bobina; uma vez atingindo o tempo necessário para o aquecimento, a força é desligada e a peça imediatamente resfriada por um jato de água. Têmpera Simultânea •a peça, ao mesmo tempo que gira no interior da bobina de indução, move-se ao longo do seu eixo, de modo a se ter uma aplicação progressiva de calor. O dispositivo de resfriamento está montado a certa distância da bobina. Têmpera Contínua
  19. 19. Tipos de Tratamento Térmico Revenido RB Aliviar e remover tensões internas Correção de dureza e fragilidade Aumento da ductibilidade Aumento da resistência ao choque Consiste no tratamento térmico após a têmpera, a temperaturas inferiores às críticas, seguido de resfriamento lento, efetivando alívio de tensões
  20. 20. Tipos de Tratamento Térmico Revenido RB •entre 100°C e 650°C Temperatura de Tratamento •Parâmetro importante pois dele (e da velocidade de resfriamento) dependerá as propriedades finais do material Tempo de Permanência •Normalmente realizado em óleoResfriamento
  21. 21. Tipos de Tratamento Térmico Revenido RB •a dureza Rockwell começa a cair, podendo chegar a 60;100⁰C a 250⁰C •a dureza Rockwell continua a cair ;200⁰C a 300⁰C •A dureza Rockwell continua caindo, podendo atingir valores pouco acima a 50;250⁰C a 350⁰C •a dureza Rockwell cai para valores de 45 a 25;400⁰C a 600⁰C •somente nos aços contendo Ti, Cr, Mo, V, Nb ou W, há precipitação de carboneto de liga; a transformação é chamada “endurecimento secundário” ou quarto estágio do revenido; 500⁰C a 600⁰C •ocorre recristalização de crescimento de grão, a cementita precipitada apresenta forma nitidamente esferoidal, a “esferoidita” caracteriza-se por ser por muito tenaz e de baixa dureza, variando de 5 a 20 Rockwell C. 600⁰C a 700⁰C
  22. 22. Tipos de Tratamento Térmico Revenido RB
  23. 23. Tipos de Tratamento Térmico Revenido RB Fragilidade do Revenido Aço liga de baixo teor Resfriados lentamente 375⁰C a 575⁰C Impurezas nos contornos dos grãos Recuperação da tenacidade: Aquecimento acima de 600°C Resfriamento rápido abaixo de 300°C
  24. 24. Operações • Aquecimento • Resfriamento Ações Químicas Condições Controladas • Temperatura • Tempo • Atmosfera • Velocidade Resultado Alteração de Propriedades Tratamento Termoquímico Definição e Conceitos AV
  25. 25. Tratamento Termoquímico Definição e Conceitos AS Melhora da resistência ao desgaste da peça sem afetar a ductilidade no seu interior São métodos que envolvem a modificação química da superfície e que necessitam de aquecimento para aumentar a difusão dos elementos na superfície da peça.
  26. 26. Tipos de Tratamento Termoquímico Cementação AS •consiste em aumentar-se o teor de carbono na superfície do material, mantendo-se um núcleo dúctil •aquecimento e manutenção do material a altas temperaturas, em atmosfera rica em carbono (meio sólido, líquido ou gasoso), ocorrendo a difusão do carbono da superfície para o centro da peça Definição •Aços com teor de carbono até 0,2%, podendo o material possuir na sua composição Mn, , Al, V, Si, Ni e Cr (esses últimos com a finalidade de facilitar a têmpera) Materiais •Entre 850°C e 1000°CTemperatura •Varia com a temperatura de tratamento e o tempo de permanência a essa temperaturaProfundidade •Uma cobertura de cobre depositado eletroliticamente possibilita a cementação das partes não cobertas Cementação Parcial
  27. 27. Tipos de Tratamento Termoquímico Cementação AS •Em geral, as peças são resfriadas ao arResfriamento •Normalização •Têmpera (de acordo com a constituição da parte periférica) Tratamentos posteriores •realizado com corpos de prova colocados junto às peças (de mesmo material das mesmas), que são retirados de tempos em tempos para confirmação Controle de Profundidade •Processo dispendioso pois o consumo de energia e mão de obra é altoViabilidade
  28. 28. Tipos de Tratamento Termoquímico Nitretação AS •Objetiva o endurecimento superficial de aços por absorção de nitrogênio •É realizado em fornos com atmosfera controlada, rica em Nitrogênio (em geral NH3) Definição •A temperatura de tratamento é inferior à da cementação •As peças apresentam-se nas dimensões e acabamento finaisVantagens •O tempo de permanência é grande •A espessura da camada cementada é muito pequenaDesvantagens •São utilizados aços com teores de carbono entre 0,13 e 0,40%, podendo ter adições de alumínio (essencial), cromo, silício, tungstênio e vanádio. Materiais •Têmpera •Revenido Tratamentos anteriores
  29. 29. Tipos de Tratamento Termoquímico Nitretação AS •As partes das peças que não se queira tratar são cobertas por estanho ou liga estanho-chumbo (80-20) •Podem ser cobertas com cobre (com espessuras entre 0,01 e 0,02mm) Nitretação Parcial •Semelhante ao controle da camada cementada Controle da camada nitretada
  30. 30. Seminário Tecnologia de Produção II Adilson Vieira Alex Sandei Murilo Bertola Odimar Fernandes Renato Bafi RB Obrigado pela Atenção ! Tratamento Térmico e Termoquímico

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