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Ferros & Aços IV

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Tópicos: Recozimento, Normalização, etc |

1) Recozimento, Normalização, etc

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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 essas propriedades (reduzir dureza, melhorar ductilidade, etc) e também outras como remover gases dissolvidos, homogeneizar estrutura dos grãos, etc.


Fig 1-I

A Figura 1-I é o diagrama de transformação da austenita versus tempo da página 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 500°C 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 1-II dá uma ideia aproximada.


Fig 1-II

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 1-III). Valores típicos podem ser, por exemplo, 24 h a 700°C. Também é possível alternar temperaturas abaixo e acima, como ab123d da mesma figura.


Fig 1-III

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 1-III.

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 °C. 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 1-IV 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 1-IV

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.
Referências
Bouché, Ch. Leitner, A. Sans, F. Dubbel. Manual da Construção de Máquinas. São Paulo, Hemus, 1979.
Faires, V. M. Elementos Orgânicos de Máquinas. Rio, Livros Técnicos, 1976.
Chiaverini, V. Aços e Ferros Fundidos. São Paulo, ABM, 1982.

Topo | Rev: Set/2009