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Ferros & aços I-40: Tratamentos térmicos
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Recozimentos e normalização |
Recozimentos e normalização
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Muitas vezes, devido ao próprio processo de produção ou a trabalhos anteriores como deformações, o aço apresenta dureza excessiva ou pouca maleabilidade e ductilidade, ou seja, condições inadequadas para operações como usinagem, dobra e outras.
O recozimento tem a finalidade de modificar esses aspectos (reduzir dureza, melhorar ductilidade, etc) e também outros como remover gases dissolvidos, homogeneizar estrutura dos grãos, etc.
Fig 01
A Figura 01 é o diagrama de transformação da austenita versus tempo do tópico anterior, acrescido da curva de resfriamento típica do recozimento (linha contínua com seta).
O processo consiste no aquecimento até temperatura acima da transformação da austenita (linha tracejada superior) e resfriamento lento no próprio forno.
A transformação da austenita ocorre na parte superior, produzindo, portanto, perlita de baixa dureza.
Esse exemplo é para um aço eutetóide. Para um aço hipoeutetóide, há também ferrita e, para um hipereutetóide ocorre a presença da cementita.
Alívio de tensões é um processo geralmente feito sob temperaturas acima de 500ºC e inferiores à da transformação da austenita e resfriamento ao ar. É usado para eliminar tensões resultantes de operações como deformações a frio e soldas.
A normalização é um procedimento similar ao recozimento, mas com resfriamento ao ar. Isso significa uma maior velocidade de resfriamento. A curva verde da Figura 02 dá uma idéia aproximada.
Fig 02
A normalização pode ser usada para obter uma boa ductilidade sem redução significativa da dureza e da resistência à tração. Também para facilitar a usinagem e refinar a estrutura dos grãos. É um tratamento comum para aços-liga, antes da usinagem e de posteriores tratamentos como têmpera e revenido.
Devido à maior velocidade de resfriamento, aços normalizados tendem a ser menos dúcteis e mais duros que os plenamente recozidos. As diferenças são significativas para teores acima de 0,5% de carbono.
A esferoidização é um processo normalmente usado com aços hipereutetóides. Nesses aços, a perlita é envolvida por uma rede de cementita, que dificulta trabalhos de usinagem e outros processos de fabricação.
O tratamento consiste em aquecer, manter por um longo tempo a peça em temperatura um pouco abaixo da formação da austenita e resfriar (exemplo: abcd da Figura 03). Valores típicos podem ser, por exemplo, 24 h a 700 ºC.
Também é possível alternar temperaturas abaixo e acima, como ab123d da mesma figura.
Fig 03
O resultado é uma estrutura globular de cementita em uma matriz de ferrita, o que facilita a usinagem e outros trabalhos. Essa estrutura é denominada esferoidita e um aspecto micrográfico típico é dado na parte direita da Figura 03.
O patenteamento se dá pelo aquecimento acima de A3 e resfriamento ao ar ou em banho líquido (chumbo ou sal fundido) com temperaturas na faixa de 450 / 550 ºC. O objetivo é a obtenção de uma estrutura com perlita fina ou somente bainita. Usado especificamente em aços para trefilação, a fim de combinar adequadamente resistência à tração e tenacidade suficiente para permitir deformações.
A Figura 04 exibe parte ampliada do diagrama Fe-C já visto em página anterior. Corresponde à região dos aços e a temperaturas até a formação da austenita.
As seguintes definições são aplicáveis:
Temperatura crítica inferior: temperatura abaixo da qual não existe austenita. Linha A1.
Temperatura crítica superior: temperatura acima da qual todo o material é austenita. Linha A3 para aços hipoeutetóides e Acm para aços hipereutetóides.
Fig 04
As faixas do gráfico são apenas indicações aproximadas para as temperaturas de aquecimento, sem compromissos com escalas e valores reais. Pode-se observar que a temperatura de normalização é um pouco acima da temperatura crítica superior. Essa situação vale também para o recozimento de aço hipoeutetóide, mas a referência muda para temperatura crítica inferior no caso de hipereutetóide. A esferoidização, em geral somente para este último, ocorre em temperaturas pouco abaixo da crítica inferior, mas pode alternar com temperaturas pouco acima conforme já mencionado.
Topo | Última revisão ou atualização: Set/2009
