Processos de tratamentos térmicos dos metais ferrosos e não ferrosos Parte 2/2 - Recozimento, normalização, têmpera, revenido - cementação e nitretação - solubilização e envelhecimento
Definições e conceitos fundamentais : ABNT NBR 8653 de novembro de 1984
Os tratamentos de superficies podem ser divididos em duas grandes categorias: - Tratamentos de conversão e tratamentos de deposição: 1 tratamentos de conversão da superfície Térmicos : aquecimento por chama, por indução, a laser, por feixe de elétrons e por plasma; Termoquímicos : baseados na difusão atômica: cementação, nitretação, carbonitretação, nitrocementação, boretação e difusão de titânio-carbono; Químicos : cromagem eletrolítica, ataque químico e a oxidação que remove ou muda a composição da superfície por reações químicas, Mecânicos : jateamento com areia ou granalha de aço que endurece a superfície por encruamento e a prensagem. Implantação iônica : onde a superfície é modificada pela implantação de íons de alta energia em camadas superficiais do substrato
2. TRATAMENTOS DE DEPOSIÇÃO OU REVESTIMENTOS Químicos ou eletroquímicos : em solução aquosa ou banho de sais Deposição por processos de soldagem : oxiacetileno, TIG, MIG, arco submerso Eletrodeposição : Aspersão térmica, onde um plasma ou arco elétrico é usado para fundir um pó ou um fio, e gotas do material fundido são aspergidas sobre a superfície do substrato que se deseja revestir Deposição física de vapor (PVD) em que um fluxo de vapor é criado por um processo físico de evaporação, Sputtering ou remoção por laser, Deposição química de vapor (CVD), onde uma reação das espécies no estado de vapor com as espécies da superfície do substrato produzem o revestimento.
Resultado metalúrgico final obtido entre o processo por indução e o convencional em forno é idêntico - Tempos envolvidos na indução são menores
Figura 1. Esquema do processo de nitretação a plasma. PMR 3101 INTRODUCAO A MANUFATURA MECANICA PROF. Dr. GILMAR F. BATALHA
Processos de tratamentos térmicos dos metais ferrosos e não ferrosos - Recozimento, normalização, têmpera, revenido - cementação e nitretação - solubilização e envelhecimento
Endurecimento por precipitação / envelhecimento Chamado de envelhecimento por que o material altera sua resistência com o tempo, na medida que liga permanece abaixo da temperatura solvus. Ligas endureciveis por precipitação envelhecimento incluem Al-Cu, Cu-Be, Cu-Sn e Mg-Al; e algumas ligas ferrosas. Curva solvus Curva solvus
Solubilização / precipitação / envelhecimento Uma liga para poder ser endurecivel por precipitação deve conter duas fases a T ambiente quando resfriada lentamente. Ao ser aquecida esta segunda fase é solubilizada surgindo uma estrutura monofasica
Endurecimento por precipitação / envelhecimento O processo: Tratamento de solubilização : a liga é aquecida acima da linha de solubilidade (solvus) e mantida por uma temperatura suficiente para a segunda fase se dissolver na matriz da primeira fase. Resfriamento brusco cria uma solução sólida supersaturada. Tratamento de precipitação: A liga é aquecida a uma temperatura abaixo da Ts para provocar a precipitação da segunda fase. 41
Precipitation Hardening O envelhecimento por ocorrer a temperatura ambiente para algumas ligas (envelhecimento natural / natural aging). Controle do processo representando os dados de dureza ou resistencia a tração vs. tempo de envelhecimetno (escala logaritmica para temperatura T constante. O limite de escoamento aumenta com a formação das zonas GP e prepitados. A resistencia mecanica passa por um pico e decresce (superenvelhecimento)
Endurecimento por precipitação / Envelhecimento 43
Mecanismos de Endurecimento por precipitação / Envelhecimento Durante a deformação plástica: Zonas GP ou precipitados menos coerentes agem como obstáculos ao movimento das discordâncias da rede cristalina. As tensões devem aumentadas para empurrar as discordâncias através da distribuição de precipitados sobre a matriz. Resulta em uma liga mais dura e mais resistente. Dependendo da forma e local desta precipitação pode surgir uma fragilização do material.
Mecanismos de solubilização /precipitação Solução sólida supersaturada α Zonas GP ou precipitados (envelhecimento) Fase de equilibrio (super envelhecimento)
-lista de exercícios e material didático -LIVRO TEXTO KALPAKJIAN -LIVRO TEXTO GROOVER Gilmar F. Batalha gilmar.batalha@poli.usp.br