Resumo do tratamento térmico

O tratamento térmico refere-se a uma técnica de processamento de metais na qual os materiais são aquecidos, mantidos e resfriados em estado sólido para alcançar a microstrutura e as propriedades desejadas.Dependendo dos métodos de aquecimento e arrefecimento, bem como as características das alterações de microestrutura e propriedades, o tratamento térmico pode ser categorizado nos seguintes tipos:

• Tratamento térmico geral
• Tratamento térmico da superfície
• Outros tratamentos térmicos

Desenvolvimento histórico do tratamento térmico

No século VI a.C., o uso de armas de ferro e aço tornou-se gradualmente generalizado.Província de HebeiA China, incluem duas espadas e uma alabarda, todas exibindo martensita nas suas microestruturas, indicando que foram apagadas.tornou-se cada vez mais evidente que o meio de arrefecimento afetava significativamente a qualidade do apagamento.

Durante o período dos Três Reinos, um artesão chamado Pu Yuan de Shu teria forjado 3.000 espadas para Zhuge Liang, supostamente usando água de Chengdu para apagar,demonstrando uma consciência precoce na China de como diferentes qualidades de água influenciaram a eficácia do arrefecimentoO uso de óleo e água para refrigeração também foi observado.

As espadas escavadas do túmulo do Rei Jing de Zhongshan (206 a.C. - 24 d.C.) durante a Dinastia Han Ocidental mostram um teor de carbono de 0,15% - 0,4% no núcleo,enquanto a superfície tinha um teor de carbono superior a 0No entanto, este conhecimento foi considerado um segredo pessoal de "artesania" e não foi amplamente compartilhado, levando a um desenvolvimento lento.

Em 1863, metalúrgicos e geólogos britânicos demonstraram seis estruturas metalúrgicas diferentes de aço sob um microscópio, provando que o aquecimento e o resfriamento resultam em mudanças estruturais internas.As fases de alta temperatura do aço transformam-se em fases mais duras após um rápido resfriamentoA teoria do isomorfismo do ferro estabelecida pelo francês Osmond, juntamente com o diagrama de fase ferro-carbono desenvolvido pelo cientista britânico Auston,estabeleceu uma base teórica para os processos modernos de tratamento térmico.

Resumo do tratamento térmico

Enquanto isso, os pesquisadores exploraram métodos para proteger metais durante o processo de aquecimento no tratamento térmico de metais para evitar a oxidação e descarbonização.A partir daí, foram emitidas uma série de patentes para aquecimento de protecção com vários gases (como o hidrogénio).Em 1889-1890, um inglês chamado Lake obteve patentes para tratamento térmico de vários metais.Os avanços na física dos metais e a aplicação de novas tecnologias têm avançado significativamente os processos de tratamento térmicoUm avanço notável ocorreu entre 1901 e 1925, quando os fornos rotativos foram usados para carburizar gás na produção industrial.permitindo um potencial de carbono controlado na atmosfera do fornoA pesquisa subsequente introduziu métodos como o controle do potencial de carbono usando instrumentos infravermelhos de dióxido de carbono e sondas de oxigênio.levando ao desenvolvimento de processos de nitruração iônica e carburizantesA aplicação das tecnologias de laser e de feixe de elétrons introduziu também novos métodos para o tratamento térmico da superfície e o tratamento térmico químico dos metais.

Os quatro tipos de tratamento térmico

Temperamento

A temperação após o resfriamento resulta numa microestrutura conhecida como sorbita temperada.principalmente para eliminar as tensões de apagamento e alcançar a microestrutura desejadaDependendo da temperatura de temperação, pode ser classificado em temperação de baixa, média e alta temperatura, resultando em martensita, troostita e sorbita temperadas, respectivamente.

A combinação de temperação a alta temperatura após o resfriamento é conhecida como resfriamento e temperação, com o objetivo de alcançar um equilíbrio de resistência, dureza, plasticidade,e resistência para propriedades mecânicas abrangentesEste processo é amplamente utilizado em componentes estruturais importantes em automóveis, tratores e máquinas-ferramentas, como hastes de ligação, parafusos, engrenagens e eixos.a dureza varia tipicamente entre HB200 e HB330,.

Anilhamento

Durante o processo de recozimento, ocorre a transformação da perlita.preparação para o tratamento posterior e tratamento térmico finalO recozimento para alívio de tensões é realizado para eliminar as tensões residuais causadas por processos como a deformação plástica, a soldagem e as inerentes às peças fundidas.Casting.A produção, a soldadura e a usinagem contêm tensões internas que, se não forem tratadas prontamente, podem provocar deformações durante o processamento e a utilização, afetando a precisão.

A utilização de recozimento de alívio de tensão para eliminar as tensões internas geradas durante o processamento é crucial.Assim, não ocorrem alterações microstruturais durante todo o processo de tratamento térmicoAs tensões internas são aliviadas principalmente através do relaxamento natural durante as fases de retenção e de arrefecimento lento.

Extinção

O amortecimento consiste em aquecer a peça ou parte metálica acima da temperatura de transformação de fase, mantendo-a,e, em seguida, resfriando-o rapidamente a uma taxa superior à taxa de resfriamento crítica para obter uma estrutura martensíticaOs principais objectivos do apagamento são:

1. Melhoria das propriedades mecânicasPor exemplo, melhorar a dureza e a resistência ao desgaste das ferramentas e dos rolamentos, aumentar o limite elástico das molas e melhorar o desempenho mecânico geral dos componentes do eixo.

2. Melhoria das propriedades do material: Para determinados aços especiais, como o aumento da resistência à corrosão do aço inoxidável ou o reforço do magnetismo permanente do aço magnético.

Durante o apagão, é essencial selecionar o meio de apagão adequado e empregar o método de apagão correto.,Enfraquecimento em fases, enfraquecimento isotérmico e enfraquecimento localizado.

Normalização

A normalização é caracterizada pelo resfriamento do ar, o que significa que a temperatura ambiental, os métodos de empilhamento, o fluxo de ar e as dimensões da peça de trabalho influenciam a estrutura e o desempenho após a normalização.A estrutura normalizada pode também servir de método de classificação para aços ligados.As amostras com um diâmetro de 25 mm são aquecidas a 900 °C e arrefecidas a ar para obter estruturas que categorizam as ligas de aço em perlas, baínticos, martensíticos e austeníticos.

1. Para os aços hipoeutectoides, a normalização é utilizada para eliminar estruturas de grãos grosseiros e estruturas de Widmanstätten em fundições, forjas e soldas; refinar o tamanho do grão;e pode servir como tratamento de pré-calor antes do apagamento.

2. Para aços hipereutectoides, a normalização pode eliminar a cementita secundária em rede e refinar a perlita, melhorando as propriedades mecânicas e beneficiando o posterior recozimento de esferoidização.

3. Para chapas de aço finas de baixa emissão de carbono, a normalização pode eliminar a cementita livre nos limites do grão para melhorar o desempenho de extração profunda.

4. Para aços de baixa emissão de carbono e de baixa emissão de carbono, a normalização pode produzir uma quantidade significativa de perlita lamellar fina, aumentando a dureza para HB140-190,evitando assim o "galling" durante o corte e melhorando a maquinabilidadeNos casos em que tanto a normalização como o recozimento são aplicáveis aos aços de carbono médio, a normalização é mais económica e conveniente.

5. Para os aços estruturais de carbono médio comuns com requisitos de desempenho mecânico menos rigorosos, a normalização pode substituir o apagamento seguido de um temperamento a alta temperatura,oferecendo simplicidade na operação, enquanto estabiliza a microestrutura e dimensões do aço.

6. A normalização a alta temperatura (acima de Ac3, por 150-200 ° C) pode reduzir a segregação da composição em peças fundidas e forjadas devido a taxas de difusão mais altas a temperaturas elevadas.Os grãos grosseiros da normalização a alta temperatura podem ser refinados por normalização subsequente a baixa temperatura.

7. Para certos aços de liga de baixo e médio carbono utilizados em turbinas e caldeiras, a normalização é frequentemente empregada para obter uma estrutura bainítica,seguido de um temperamento a altas temperaturas para obter uma boa resistência ao arrasto a 400-550°C.

8. Além de peças e materiais de aço, a normalização também é amplamente utilizada no tratamento térmico de ferro dúctil para obter uma matriz perarítica, aumentando a resistência do ferro dúctil.