Quais são os 4 tipos de processos de tratamento térmico?
O processamento do aço geralmente requer tratamento térmico, incluindo recozimento, normalização, têmpera e revenimento. No entanto, os materiais de metal duro normalmente não requerem tratamento térmico e podem precisar apenas de tratamentos de alívio de tensão. O que é tratamento térmico [...]
O processamento do aço geralmente requer tratamento térmico, incluindo recozimento, normalização, têmpera e revenimento. No entanto, os materiais de metal duro normalmente não requerem tratamento térmico e podem precisar apenas de tratamentos de alívio de tensão.
O que é tratamento térmico e qual é a sua finalidade?
O tratamento térmico é um processo de aquecimento, manutenção em uma temperatura específica e resfriamento de metais sólidos ou ligas de forma controlada para obter a estrutura e as propriedades desejadas. Os principais objetivos do tratamento térmico são os seguintes:
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- Para aumentar a dureza, a resistência e a tenacidade.
- Para melhorar a resistência ao desgaste e à corrosão da superfície.
- Para melhorar a capacidade de processamento durante a usinagem.
- Para eliminar as tensões internas geradas durante o processamento.
Tabela de comparação de processos de tratamento térmico: Recozimento, normalização, têmpera e revenimento
| Comparação | Recozimento | Normalização | Resfriamento | Têmpera |
|---|---|---|---|---|
| Método de tratamento térmico | Aqueça até a temperatura acima da temperatura de transformação de fase, mantenha e, em seguida, resfrie lentamente com o forno | Aqueça até a temperatura acima da temperatura de transformação de fase, mantenha e depois resfrie naturalmente ao ar | Aqueça até a temperatura acima da temperatura de transformação de fase, mantenha e resfrie rapidamente em água, óleo ou outro meio | Reaqueça o aço temperado até a temperatura abaixo da temperatura de transformação de fase, mantenha-o assim e, em seguida, resfrie-o lentamente (resfriamento ao ar ou no forno) |
| Tipos de materiais a serem processados | Aço de baixo/médio carbono, aço-liga; peças fundidas, forjadas, soldadas; peças que exigem usinabilidade aprimorada ou alívio de tensão | Aço de médio/alto carbono, aço-liga; forjados, fundidos, soldados; peças de formato simples que exigem resistência e tenacidade médias | Aço de médio/alto carbono, aço estrutural de liga, aço para ferramentas; ferramentas de corte, matrizes, eixos, engrenagens que exigem alta resistência e dureza | Peças de aço temperado; peças que exigem ajuste de dureza e alívio de tensão por têmpera (ferramentas, rolamentos, componentes mecânicos) |
| Comparação de temperatura | Ampla faixa de temperatura (Ac1~Ac3 acima), temperatura geral moderada-baixa (por exemplo, aço carbono ~700-900°C) | Temperatura ligeiramente superior ao recozimento (Ac3/Accm acima), temperatura geral moderada (por exemplo, aço carbono ~850-950°C) | Temperatura próxima à normalização (Ac3/Ac1 acima), temperatura geral moderada-alta (por exemplo, aço carbono ~800-950°C) | Temperatura mais baixa (abaixo de Ac1, por exemplo, aço carbono ~150-650°C); classificada em têmpera de baixa, média e alta temperatura com base na finalidade |
| Cenários de aplicativos | 1. Pós-processamento de peças fundidas/forjadas/soldas, eliminando o estresse do processamento 2. Melhorar a plasticidade do material para facilitar a usinagem 3. Refinar a estrutura de grãos para o tratamento térmico subsequente |
1. Peças mecânicas que exigem resistência e tenacidade equilibradas (engrenagens, eixos) 2. Substituir o recozimento para simplificar o processo com um ciclo de produção mais curto 3. Melhorar a usinabilidade do aço de baixo carbono |
1. Peças que exigem alta dureza e resistência ao desgaste (ferramentas de corte, matrizes, esferas de rolamento) 2. Componentes críticos que suportam cargas de impacto em estruturas mecânicas |
1. Pós-processamento de todas as peças de aço temperado 2. Ferramentas de corte, medidores: têmpera em baixa temperatura 3. Molas: têmpera em temperatura média 4. Eixos, bielas e outras peças estruturais: têmpera + revenimento em alta temperatura |
| Finalidade | 1. Reduzir a dureza, amolecer o material para facilitar a usinagem 2. Eliminar o estresse interno 3. Organização e composição uniformes 4. Refinar a estrutura de grãos para o tratamento térmico subsequente |
1. Refinar a estrutura do grão, melhorar a uniformidade organizacional 2. Aumentar a resistência e a tenacidade do material (superior ao recozimento) 3. Eliminar a cementita de rede no aço hipereutetóide 4. Simplificar o processo, reduzir o ciclo de produção |
1. Aumenta significativamente a dureza e a resistência 2. Obter alta resistência ao desgaste 3. Obter estrutura martensítica |
1. Elimina o estresse da têmpera, reduz a fragilidade e melhora a estabilidade da peça 2. Ajuste das propriedades mecânicas, como dureza, resistência, tenacidade 3. Estabilizar as dimensões da peça e evitar a deformação |
| Análise de custo-benefício | Vantagens: Processo simples, baixa necessidade de equipamentos (forno de resistência comum), baixo custo Desvantagens: Resfriamento lento, ciclo de produção longo, baixa eficiência |
Vantagens: Método de resfriamento simples (resfriamento a ar), sem necessidade de equipamentos especiais de resfriamento, maior eficiência do que o recozimento, custo moderado Desvantagens: Algumas limitações no formato da peça (peças complexas propensas a deformação com resfriamento a ar) |
- Custos de equipamentos e meios: Requer meio de resfriamento (água, óleo, etc.) e equipamentos relacionados - Risco de sucata: alto risco de deformação e rachaduras, exige controle rigoroso, pode aumentar o custo de correção ou sucata - Alto valor agregado: Etapa fundamental para a obtenção de materiais de alto desempenho |
- Custo necessário: Etapa essencial após a têmpera, não pode ser omitida - Controle preciso: O controle de temperatura deve ser preciso para um desempenho estável |
O que é resfriamento e quais regras devem ser seguidas durante o resfriamento?
A têmpera é um processo de tratamento térmico no qual um componente de aço é aquecido a uma temperatura acima do ponto Ac3 ou Ac, mantido nessa temperatura por um determinado tempo e, em seguida, resfriado rapidamente para obter estruturas martensíticas e/ou bainíticas, melhorando, assim, a resistência e a dureza do componente de aço. As regras a seguir devem ser seguidas durante a têmpera:
Forno industrial
- A temperatura de resfriamento deve ser mantida. Se a temperatura não for atingida, o componente deverá ser aquecido ainda mais e mantido por um certo tempo antes de ser colocado no meio de resfriamento adequado.
- É preferível fazer o resfriamento em temperaturas mais baixas, pois isso resulta em maior dureza e resistência, desde que a dureza desejada seja alcançada.
- Os componentes maiores de aço carbono são temperados em água, enquanto os menores são temperados em óleo. Quando a temperatura está entre 550 e 600 °C, a têmpera em água é usada, e quando a temperatura está entre 200 e 300 °C, a têmpera em óleo é empregada.
- Peças de carboneto de tungstênio são resfriadas em água, enquanto as ferramentas finas e delicadas são resfriadas em óleo.
- Componentes de aço longos e finos, como lâminas de serra, devem ser fixados preferencialmente em uma placa de ferro durante a têmpera para minimizar a deformação.
O que é têmpera? Quais são os diferentes tipos de têmpera e quais são suas finalidades?
Aquecimento em forno de carboneto de tungstênio para alívio do estresse
O que é têmpera? Quais são os diferentes tipos de têmpera e quais são suas finalidades?
Embora a têmpera possa aumentar a dureza e a resistência dos componentes de aço, ela também introduz tensões internas que podem tornar o aço frágil. Portanto, o revenimento é necessário após a têmpera. A têmpera envolve o reaquecimento do componente de aço endurecido a uma temperatura abaixo do ponto Ac, mantendo-o nessa temperatura por um determinado tempo e, em seguida, resfriando-o à temperatura ambiente. Esse processo de tratamento térmico tem o objetivo de aliviar as tensões internas e melhorar a tenacidade. O revenimento é geralmente classificado nos três tipos a seguir, com base na temperatura de aquecimento:
- Têmpera de baixa temperatura: A temperatura de aquecimento varia de 150 a 250°C. O objetivo é aliviar parcialmente as tensões internas e aumentar a resistência do componente de aço.
- Têmpera de temperatura média: A temperatura de aquecimento varia de 350 a 450°C. O objetivo é aliviar ainda mais as tensões internas e melhorar a resistência do componente de aço.
- Têmpera de alta temperatura: A temperatura de aquecimento varia de 500 a 680°C. O objetivo é aliviar completamente as tensões internas e proporcionar ao componente de aço alta dureza, tenacidade e resistência ao desgaste.
medição da dureza
O que é recozimento? Qual é a sua finalidade?
O recozimento é um processo de tratamento térmico em que um metal ou liga é aquecido a uma temperatura adequada, mantido nessa temperatura por um determinado tempo e, em seguida, resfriado lentamente (geralmente em um forno). O objetivo do recozimento é reduzir a dureza, melhorar a usinabilidade, aumentar a ductilidade e melhorar as propriedades mecânicas. Além disso, o recozimento pode eliminar tensões internas, microestruturas irregulares e engrossamento de grãos em componentes fundidos e forjados.
O que é normalização? Qual é o seu objetivo?
A normalização é um processo de tratamento térmico em que o aço ou os componentes de aço são aquecidos acima da temperatura Ac3 e, em seguida, resfriados em ar parado. A normalização difere do recozimento em termos de taxa de resfriamento; a normalização envolve um resfriamento mais rápido e, às vezes, a temperatura de aquecimento é mais alta do que a do recozimento. O objetivo da normalização é refinar a estrutura, aumentar a resistência e a tenacidade dos componentes de aço estrutural de baixo e médio carbono, reduzir as tensões internas e melhorar a usinabilidade.
