ENDURECIMENTO SUPERFICIAL

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1 ENDURECIMENTO SUPERFICIAL Endurecimento superficial 1 Os processos de endurecimento superficial visam o aumento de dureza (ou outras propriedades mecânicas) de uma região específica de um componente. Normalmente, tal região sofrerá algum tipo de solicitação localizada. A solicitação mais comum é o desgaste abrasivo e, assim, torna-se importante um aumento de resistência ao desgaste da região por meio de um endurecimento localizado, conservando as características originais do núcleo do componente. A figura abaixo apresenta um exemplo de uma engrenagem de grande porte em que seus dentes foram endurecidos superficialmente, visando-se uma redução de desgaste e aumento de vida à fadiga. Engrenagem endurecida superficialmente pelo processo de têmpera por indução. são: Existem diversos processos de endurecimento superficial. Os mais comuns Encruamento por conformação mecânica a frio ( shot peening ou roletagem ); Tratamentos de eletrodeposição ou aspersão térmica (aplicação de cromo duro, revestimentos cerâmicos e etc.) Têmpera superficial e os Tratamentos termoquímicos (cementação, nitretação, carbonitretação etc.) Nesta aula, abordaremos os processos de têmpera superficial e suas variantes e os tratamentos termoquímicos mais importantes industrialmente.

2 Endurecimento superficial 2 Têmpera superficial A têmpera superficial produz regiões endurecidas na superfície do componente (de microestrutura martensítica) de elevada dureza e resistência ao desgaste, sem alterar a microestrutura do núcleo. Vantagens comparativas do endurecimento superficial em relação ao total: Dificuldades técnicas decorrentes do tratamento térmico de peças de grandes dimensões; Diminuição do risco de trincas em peças de grandes dimensões; Possibilidade de endurecimento apenas regiões submetidas ao desgaste; Economia - Emprego de aços de baixa temperabilidade (aços ao carbono de custo mais baixo) no lugar de aços de alta temperabilidade (custo mais elevado); Produtividade o tratamento de têmpera superficial é mais rápido; Os processos de têmpera superficial são classificados de acordo com o método de aquecimento: Têmpera superficial por chama Têmpera superficial por indução Têmpera por chama O aquecimento é realizado por meio de chama oxiacetilênica até a austenitização da camada desejada. O resfriamento é realizado com salmoura ou óleo por meio de spray ou imersão. Existem 4 métodos para a têmpera superficial: Estacionário: Aquece-se apenas o local a ser endurecido com subsequente resfriamento rápido, por meio de aspersão ou imersão. É o método mais simples. Emprega apenas um maçarico e um tanque para resfriamento. Giratório: o componente, de seção circular, gira a uma velocidade estabelecida empiricamente, enquanto a tocha oxiacetilênica austenitiza a região ser endurecida. Para um aquecimento mais rápido e homogêneo são empregadas diversas tochas. Progressivo: método direcionado ao tratamento de peças de grande porte. O equipamento consiste de uma ou mais tochas de aquecimento e um dispositivo de resfriamento por aspersão, montados em um carro que pode Ter sua velocidade controlada. As velocidades variam, normalmente, de 5 a 30 cm/min. Progresivo-giratório: O componente gira ao mesmo tempo em que a tocha sofre deslocamento.

3 Endurecimento superficial 3

4 Têmpera por indução Endurecimento superficial 4 O aquecimento é realizado por meio de indução eletromagnética. O tempo de aquecimento é da ordem de segundos. O resfriamento é realizado com salmoura ou óleo por meio de spray ou imersão. Se uma corrente alternada passa por um bobina, estabelece-se nesta um campo magnético alternado, o qual induz um potencial elétrico na peça a ser aquecida. Como a peça é um circuito fechado, a tensão induzida provoca um fluxo de corrente. A resistência à passagem desta corrente provoca o aquecimento da região a ser temperada. A camada a ser temperada depende: da forma da bobina de indução; do número de voltas da bobina; da freqüência do campo magnético; da densidade de potência. Camadas temperadas com profundidade entre 0,3 a 1,5 mm (dureza entre 58 e 62 HRC) oferecem boa resistência ao desgaste em componentes submetidos a tensões leves e moderadas. Nestes casos, a profundidade de austenitização pode ser controlada empregando-se freqüências entre 10 khz e 2MHz, densidades de potência na bobina entre 800 e 8000W/cm 2 e tempos de aquecimento inferiores a 10 s. Em componentes submetidos á tensões elevadas (> 30% σ e ) especialmente aqueles submetidos à tensões cíclicas são recomendadas camadas mais espessas, entre 1,5 e 6,5mm. Para estes resultados são empregadas freqüências entre 10 khz e 1 khz, densidades de potência entre 80 e 1550 W/cm 2 e tempos de aquecimento de até 140s. Revenimento O revenimento sempre deve ser realizado imediatamente após o resfriamento da peça. Normalmente o revenimento realizado após a operação de têmpera superficial emprega temperaturas entre 150 e 300ºC (também chamado de alívio de tensões pois não há queda acentuada da dureza). Em alguns casos, o revenimento pode empregar aquecimento indutivo ou por chama. Em componentes com camadas endurecidas espessas (4 a 6mm), o calor residual presente no núcleo, depois do resfriamento, pode ser suficiente para aliviar as tensões de têmpera, tornando desnecessário o revenimento. Este procedimento é conhecido como auto-revenimento.

5 Endurecimento superficial 5 Têmpera por indução em eixo

6 Endurecimento superficial 6 Exemplo de engrenagem temperada com um indutor em V (dente a dente) e resfriamento com óleo. Note que parte da camada temperada (topo do dente) é parcialmente revenida pelo passe posterior. Engrenagem temperada por indução rompida em serviço por fadiga. A nucleação de trincas de fadiga foi provocada pela ausência de camada temperara na base dos dentes. Note que a engrenagem era submetida à esforços em ambos os sentidos de rotação. Referências bibliográficas 1- Heat Treater s Guide 2 nd editon ASM International 2- ASM Handbook vol 4 - Heat Treatment 9 th edition 3- IPT Relatórios técnicos

7 TRATAMENTOS TERMOQUÍMICOS Endurecimento superficial 7 Os tratamentos termoquímicos promovem um endurecimento superficial pela modificação da composição química e microestrutura em regiões superficiais. Seu objetivo é o aumento de dureza e resistência ao desgaste de uma camada superficial, mantendo-se a microestrutura do núcleo dúctil e tenaz. Os tratamentos termoquímicos mais importantes industrialmente são: cementação; nitretação e carbonitretação. 1. CEMENTAÇÃO Consiste na difusão de carbono para a superfície do componente, aquecido em temperaturas suficientes para produzir a microestrutura austenítica. A austenita é posteriormente convertida em martensita por meio de têmpera e subsequente revenimento. A cementação é realizada somente em aços ao carbono e aços baixa-liga com teores de carbono inferiores a 0,25%. A cementação é classificada de acordo com o meio empregado para a difusão de carbono: cementação gasosa, cementação líquida e cementação solida CEMENTAÇÃO GASOSA É o mais importante processo de cementação industrial. A aporte de carbono é fornecido pela atmosfera gasosa do forno, que inclui hidrocarbonetos, como o metano propano e butano ou hidrocarbonetos líquidos vaporizados. A atividade de carbono é controlada de modo a produzir camadas superficiais com teores de carbono entre 0,8 e 1,0% de C. Os componentes, suportes e grelhas são limpos a quente em soluções alcalinas antes de serem processados. Outra prática é o aquecimento ao ar até 400ºC visando a eliminação de contaminantes orgânicos. As variáveis mais importantes do processo são a temperatura, o tempo e a composição da atmosfera. Outras variáveis incluem o grau de circulação da atmosfera no interior do forno e o teor de elementos de liga presentes no aço. O coeficiente de difusão do carbono na austenita determina o tempo necessário para a obtenção de uma determinada profundidade de camada: p = D. t onde p é a profundidade da camada cementada em [m]; t, o tempo em [s] e D, o coeficiente de difusão do C em [m 2 /s], definido como: Qd D = D0.exp onde D 0 é o coeficiente de difusão inicial [m 2 /s]; Qd, é a R. T energia de ativação para difusão em [cal/mol]; R é a constante dos gases [1,987 cal/mol.k] e T, a temperatura absoluta [K].

8 Endurecimento superficial 8 Verifica-se que o coeficiente de difusão depende fortemente da temperatura do processo. Por exemplo, o coeficiente de difusão do carbono a 925ºC é 40% maior que a 870ºC. O efeito combinado do tempo e temperatura na espessura de camada cementada é apresentado na figura abaixo:

9 Forno de cementação gasosa de operação descontínua (por lotes) Endurecimento superficial 9 Forno de cementação gasosa de operação contínua

10 1.2- CEMENTAÇÃO LÍQUIDA Endurecimento superficial 10 As camadas cementadas pelo meio líquido são similares às obtidas com o meio gasoso, entretanto, os ciclos são mais curtos devido ao período de aquecimento ser mais rápido. Os banhos de sal apresentam coeficientes de transferencia de calor muito elevados por apresentarem, simultaneamente, condução, convecção e radiação. A composição dos banhos é à base de cianetos e o processo dividido em duas variantes: Banhos de baixa temperatura operam em temperaturas entre 845 e 900 C. São mantidos com uma camada protetiva de carbono (carvão moído) e são indicados para camadas com profundidades entre 0,13 a 0,25 mm. Banhos de alta temperatura - operam em temperaturas entre 900ºC e 955ºC. São indicados para profundidades de camada entre 0,5 mm e 3,0 mm, entretanto, sua principal característica é o rápido desenvolvimento de camadas entre 1 e 2 mm. Composição dos banhos empregados em cementação líquida: Composição dos banhos [%] Constituinte Banhos de baixa temperatura (entre 845ºC e 900 C) Banhos de alta temperatura (entre 900ºC e 955ºC) Cianeto de sódio (NaCN) 10 a 23 6 a 16 Cloreto de bário (BaCl) Outros sais alcalinos terrosos 0 a10 0 a 10 (Cloretos de cálcio e estrôncio) Cloreto de potássio (KCl) 0 a 25 0 a 20 Cloreto de sódio (NaCl) 20 a 40 0 a 20 Carbonato de sódio (NaCO 3 ) 30 máx. 30 máx. Aceleradores que não contenham 0 a 5 0 a 2 metais alcalinos terrosos (dióxido de manganês, óxido de boro fluoreto de sódio e pirofosfato de sódio) Cianato de sódio 1,0 máx. 0,5 máx. Densidade do sal fundido 1,76 g/cm 3 a 900ºC 2,0 g/cm 3 a 925ºC Principais características: Processo mais rápido (camadas entre 1 e 2 mm) Tempos totais de ciclo mais curtos Facilidade de manuseio das peças (uso de ganchos, ou cestas) Oferece um controle preciso da camada cementada Desvantagens do processo Requer sistema de exaustão sobre o banho, uso de EPI e cuidados adicionais para evitar contaminação por cianetos. Neutralização dos banhos via processamento químico, após um determinado período de operação

11 1.3- CEMENTAÇÃO SÓLIDA Endurecimento superficial 11 Na cementação sólida os componentes são colocados no interior de uma caixa metálica com tampa, na presença de misturas carbonetantes sólidas. As misturas carburantes ou preparados para cementação são compostos por: carvão vegetal e carbonatos como substâncias ativadoras (carbonato de bário, carbonato de cálcio, carbonato de potássio e carbonato de sódio). Temperaturas do processo entre 850 e 950ºC Mecanismo: Em temperaturas elevadas o C combina-se com o oxigênio presente na caixa formando CO 2 : C + O 2 CO 2 O CO 2 reage o carbono conforme a reação de Bourdoard: CO 2 + C 2 CO O CO gerado decompõe-se em carbono atômico que difunde-se no metal: 2 CO 2 C + O 2 A formação de CO é favorecida pela presença dos carbonatos. As considerações favoráveis ao emprego da cementação em caixa envolvem: possibilidade de ser realizada em uma grande variedade de fornos; é mais adequado para peças que são resfriadas lentamente a partir da temperatura de cementação e o processo oferece uma série de técnicas de isolamento de componentes submetidos à cementação seletiva. Por outro lado a cementação sólida é menos limpa e menos precisa que os outros processos de cementação. Adicionalmente, é um processo mais lento que os processos de cementação líquida e gasosa; não é adequada para a realização de têmpera diretamente da temperatura de cementação; não é adequada para componentes com camadas finas e/ou com tolerâncias estreitas e exige um maior trabalho manual para montagem e desmontagem do aparato. Operação: Os compostos para cementação sólida comuns são reutilisáveis e contêm de 10 a 20% de carbonatos de metais alcalinos e carvão vegetal moído ou coque. O carbonato de bário é o catalisador principal e responde por 70% do teor dos carbonatos. As temperaturas de operação estão entre 815ºC e 955ºC. Os componentes devem posicionados no interior da caixa, de maneira eqüidistante. A distância recomendada entre as peças e entre elas e as paredes da caixa deve ser de, no mínimo, 25 mm e deverá ser preenchida pelo composto de cementação

12 Endurecimento superficial 12 A profundidade de camada obtida em função do tempo de cementação a 925ºC é apresentada na figura baixo: Microestrutura obtida após cementação

13 TÊMPERA APÓS A CEMENTAÇÃO Endurecimento superficial 13 a) Resfriamento lento da cementação e têmpera convencional entre 750 e 850ºC T T γ γ + α γ + Fe3C cementação Têmpera α + Fe3C revenimento 0,2%C 0,8%C %C tempo É o procedimento de têmpera após cementação mais empregado. O resfriamento lento (ao ar) após a cementação refina o tamanho de grão da microestrutura. A temperatura austenitização para a têmpera fica entre 750 e 850 C e produz uma microestrutura de martensita na superfície (0,8%C) e martensita e ferrita no núcleo (0,2%C). b) Resfriamento lento da cementação e têmpera convencional na faixa de ºC T T γ γ + α γ + Fe3C cementação Têmpera α + Fe3C revenimento 0,2%C 0,8%C %C tempo Tem como objetivo principal o aumento de resistência mecânica do núcleo por meio da microestrutura de martensita de baixo carbono no núcleo e aumento de dureza da camada cementada (martensita de alto carbono). O resfriamento lento (ao ar) após a cementação refina o tamanho de grão da microestrutura. Devido ao emprego de temperatura de austenitização para têmpera na faixa de ºC há grande probabilidade de presença de austenita retida na camada cementada.

14 c) Têmpera direta Endurecimento superficial 14 T T γ γ + α cementação α + Fe3C γ + Fe3C Têmpera revenimento 0,2%C 0,8%C %C tempo O objetivo principal é redução de custos de operação e manuseio. A temperatura de cementação é da ordem de 900ºC. A operação de têmpera é realizada diretamente da temperatura de cementação e como não existe resfriamento lento após a cementação o tamanho de grão da austenita que sofrei cementação permanecerá o mesmo após a têmpera. Este procedimento é adotado em aços para cementação ligados (ex. SAE 4023, 4118, 4320, 4620, 4820, 8620, 8615, 8822, 9310). A adição de elementos de liga (particularmente Cr e Mo) forma carbonetos que minimizam o crescimento de grão da austenita durante a etapa de cementação. REVENIMENTO O revenimento após a têmpera de componentes cementados tem como objetivo principal aliviar as tensões de têmpera mantendo a dureza e resistência ao desgaste. A faixa de temperatura empregada é normalmente de 170 a 300ºC.

15 2- NITRETAÇÃO Endurecimento superficial 15 A nitretação é um tratamento termoquímico que visa o endurecimento superficial pela difusão de nitrogênio e conseqüente formação de nitretos. A nitretação é realizada em temperaturas abaixo do campo austenítico e não é necessário um tratamento subsequente de têmpera para aumento de dureza. As principais características da nitretação são: aumento da dureza superficial; aumento da resistência ao desgaste e resistência ao galling ; aumento da resistência à fadiga e aumento da resistência à corrosão de aços convencionais (não inoxidáveis). Adicionalmente, a nitretação provoca menores distorções e deformações que outros tratamentos superficiais, devido ao emprego de temperaturas mais baixas. Os melhores resultados são obtidos em componentes fabricados com aços (com teores de C entre 0,2 e 1,2%) contendo elementos de liga formadores de nitretos (alumínio, cromo, vanádio, tungstênio e molibdênio). Outros elementos como Ni, Cu, Si e Mn possuem pequeno ou nulo efeito sobre as características da camada nitretada. Aços contendo 0,85 a 1,5% de Al apresentam os melhores resultados de resistência ao desgaste. Estes aços são conhecidos como nitralloys. A nitretação pode ser realizada por três processos: nitretação gasosa; nitretação líquida e nitretação iônica (plasma) 2.1- NITRETAÇÃO A GÁS O meio nitretante é gasoso, composto, basicamente, por amônia (NH 3 ). A reação global do processo é dada por: 2 NH 3 2 N + 3 H 2 A temperatura de nitretação gasosa para todos os aços está entre 495 e 565ºC. Os aços temperados e revenidos são tratados antes da nitretação, sendo que a temperatura mínima de revenimento deve ser 30ºC superior à temperatura de nitretação. Antes de serem nitretados, os componentes são submetidos a uma limpeza desengraxante com vapor. Os tempos de tratamento variam entre 10 h e 100 h e as profundidades de camada típicas estão entre 0,05 mm à 0,5 mm. Existem duas práticas de nitretação gasosa: Estágio único em que os componentes são tratados em temperaturas entre 495ºC e 525ºC e é formada uma camada dura e frágil de nitretos na superfície, denominada camada branca. Duplo estágio (processo Floe) tem como objetivo reduzir a espessura de camada branca formada no primeiro estágio.

16 Endurecimento superficial 16 Gradientes de dureza Knoop Forno de nitretação gasosa

17 Endurecimento superficial 17 Microestrutura obtida em um aço SAE 4140 temperado e revenido e submetido à nitretação gasosa de único estágio (a) e de duplo estágio (b) NITRETAÇÃO LÍQUIDA OU EM BANHO DE SAL As aplicações dos processos de nitretação gasosa e líquida são muito similares. O processo gasoso é recomendado para camadas mais espessas e aplicações em que a camada branca não é desejada pois oferece a opção de nitretação de duplo estágio. Como na nitretação gasosa, os aços submetidos à nitretação líquida são aços com teores de carbono entre 0,1 e 1,3% de C, podendo apresentar microestruturas ferríticas, perlíticas, bainíticas ou martensíticas. Os melhores resultados de resistência ao desgaste são obtidos com aços nitralloys (contendo Al e Cr). O meio nitretante é um banho de sal fundido à base de cianetos, operado em temperaturas entre 510 e 580ºC. Componente Composição [%] Cianeto de sódio (NaCN) 60 a 70 Cianeto de potássio (KCN) 30 a 40 Carbonatos, cianatos e aditivos até 10

18 Endurecimento superficial 18 Microestrutura de um componente fabricado em aço baixo carbono após nitretação líquida Exemplos de componentes automotivos em que os processos de endurecimento superficiais foram substituídos por nitretação líquida (Heat Treater s Guide ): Componente Requisitos Material e processo Problema Solução adotada utilizado originalmente resultante Arruela de pressão Suportar pressão sem sofrer deformação ou galling Aço SAE 1010, carbonitretado em contato com bronze Empenamento do aço e colagem deste com o bronze Aço SAE 1010 nitretado por 90 min a 570ºC seguido de resfriamento rápido em água Eixo Resistir ao Aço 4140 temperado Custo de Aço SAE 1040 desgaste na por indução nas regiões inspeção nitretado por 90 região de de rolamento elevado min a 570ºC rolamento Componente do cinto (macho) Resistir ao desgaste superficial Aço SAE 1020 cementado Distorções e problemas com fragilidade SAE 1020 nitretado por 90 min seguido de resfriamento rápido em água Eixo came Resistir ao desgaste superficial SAE 1045 temperado por indução, polido e fosfatizado Alto custo do processo e materiais SAE 1010 nitretado 90 min a 580ºC Desvantagens do processo Assim como o processo de cementação em banho de sal, os banhos de nitretação apresentam cianetos de sódio e potássio, exigindo cuidados especiais de manuseio, operação e descarte destes sais.

19 Endurecimento superficial 19 Gradientes de dureza Knoop

20 2.3- NITRETAÇÃO IÔNICA ("PLASMA NITRIDING") Endurecimento superficial 20 Consiste em um processo sob vácuo (pressão entre 1 a 10 torr) no qual a introdução de nitrogênio na superfície do metal é obtida pelo plasma gerado pela alta tensão entre a carcaça do forno e as peças a serem tratadas. Esta diferença de potencial ioniza o gás à base de nitrogênio formando íons N 3+, que são acelerados em direção a superfície das peças. Características: O processo de nitretação iônica, em comparação ao processo de nitretação gasosa, apresenta um controle mais preciso do potencial de nitrogênio na superfície do metal. Por meio deste controle é possível selecionar a camada branca ε (Fe 2-3 N) ou γ (Fe 4 N) ou, ainda, evitar completamente a formação de camada branca. O processo de nitretação iônica vem substituindo a carbonitretação gasosa devido ao melhor controle dimensional das peças tratadas e a minimização ou eliminação da usinagem final após o tratamento. A microestrutura inicial influencia no perfil de dureza após a nitretação. A microestrutura de martensita revenida nos aços-liga apresenta os melhores resultados.

21 Endurecimento superficial 21 Informações operacionais: As temperaturas de operação estão entre 375 e 650 C. O gás de processo é uma mistura de N 2, H 2 e, em alguns casos, pequenas quantidades de metano (CH 4 ). O H 2 tem o papel de ajustar o potencial de nitrogênio (balanço da composição). Após o aquecimento da carga, o gás de processo é admitido com uma vazão previamente calculada com base na área total das peças á serem tratadas. A pressão é normalmente regulada entre 1 e 10 torr. O resfriamento é realizado com a recirculação do gás de processo ou N 2. Aplicações: A dureza após a nitretação depende da presença de elementos de liga formadores de nitretos. Os aços mais empregados são da série "nitralloys" e possuem em sua composição aproximadamente 1%Al e 1-1,5%Cr. Outras aplicações envolvem o uso aços-liga contendo Cr, aços inoxidáveis, aços ferramentas, componentes obtidos por metalurgia do pó e ferros fundidos. Vista geral de componentes sendo tratados em um forno de nitretação iônica

22 Endurecimento superficial CARBONITRETAÇÃO Variante de baixo custo do processo de nitretação gasosa em que ocorre a difusão simultânea de C e N para a superfície do metal. O gás admitido no forno consiste de misturas com diferentes proporções de amônia e gás natural ou metanol. O processo é realizado em aços aquecidos em temperaturas da ordem de 570 C. Os tempos de tratamento variam entre 1 h a 3 h. A profundidade de camada endurecida varia entre 0,07 e 0,2 mm As aplicações da carbonitretação são mais limitadas que os processos de cementação e/ou nitretação. Normalmente a carbonitretação é aplicada em componentes de baixa responsabilidade submetidos a situações de desgaste leves. Os exemplos típicos são componentes de eletrodomésticos (como lâminas, eixos, engrenagens etc.) Existem diversas variantes do processo de carbonitretação: Nitemper Processo Alnat-N Nitrocarbonetação negra Nitrocarbonetação austenítica Nitrocarbonetação via plasma Microestruturas obtidas na carbonitretação Referências bibliográficas 4- Heat Treater s Guide 2 nd editon ASM International 5- ASM Handbook vol 4 - Heat Treatment 9 th edition

23 Lista de exercícios tratamentos termoquímicos Endurecimento superficial Para a fabricação de um eixo rotativo de aço SAE 1050 é necessário a aplicação de um tratamento superficial. Os eixos foram temperados e revenidos a 450 C para atingir-se um limite de escoamento de no mínimo de 1000 MPa. Nesta aplicação, além da resistência mecânica, são exigidas elevadas resistências ao desgaste e à fadiga. O componente não é submetido ao impacto. A curva de revenimento para o aço SAE 1050 é apresentada abaixo: a) Qual o tratamento termoquímico mais indicado? b) Você faria alguma alteração no aço ou em seu tratamento original? 2- Um componente de aço SAE 1020 ( 50 mm) foi cementado durante 4h a 930 C para a obtenção de uma camada cementada de 1,2 mm e com teor de carbono de 0,8 %. a) É possível a realização da operação de têmpera diretamente da temperatura de cementação, isto é, sem resfriamento após a cementação? Justifique sua resposta. b) Especificar o ciclo térmico de têmpera mais indicado para esta peça (especificar o ciclo térmico completo). c) E se o aço foi substituído pelo SAE 8620, qual o ciclo de têmpera mais indicado. 3- Por que o potencial de C vigente nos processos de cementação é normalmente mantido entre 0,8 e 1,0%. Justifique sua resposta. 4- Apresente alternativas de aços e o tratamentos termoquímicos para um eixo comando de válvulas de um motor 16 válvulas? Nesta aplicação, além da resistência mecânica, são exigidas elevadas resistências ao desgaste e ao impacto. Especificar um ciclo térmico típico deste tratamento. 5- Um determinado lote de peças, fabricadas com o aço SAE 1020 cementado e temperado, apresentou dureza (medida após a têmpera) de 50 HRC. A dureza normalmente obtida é de 62 HRC. Pergunta-se: a)- Apresente duas hipóteses que possam justificar o ocorrido. (1,0 ponto) b)- Citar duas ações corretivas para produzir a microestrutura objetivada na camada.

24 Endurecimento superficial Sobre o tratamento termoquímico de nitretação: a)- Qual o teor de carbono típico dos aços passíveis de nitretação? b)- Qual a vantagem do emprego de aços da classe nitralloy? 7- Qual o tratamento termoquímico normalmente indicado para componentes de eletrodomésticos? a) Quais as razões que justificam a aplicação deste tratamento nestas aplicações? b) Especificar um ciclo térmico típico deste tratamento. 8- Um componente com 100 mm (4 pol.) de diâmetro usinado em aço SAE 1020 foi cementado durante 4 horas para a obtenção de uma camada com 1,2 mm e 0,8% de C. Sua microestrutura após a têmpera e revenimento deve ser constituída por martensita revenida na superfície (camada cementada) e uma mistura com, aproximadamente, 50% de martensita revenida e 50% de ferrita no núcleo. Com o auxílio do diagrama Fe-C abaixo, especificar os ciclos térmicos (temperaturas, tempos e meios de resfriamento) de têmpera e revenimento necessários para a obtenção da microestrutura especificada.