Engrenagens - Materiais de construção mecânica

O aço AISI/SAE 4320 é o aço mais adequado para a fabricação das engrenagens, peça a qual há exigência de alta dureza superficial. Uma engrenagem deve ter a superfície com elevada dureza superficial com um núcleo tenaz, para as engrenagens adquirirem resistência ao desgaste, devem ser submetidas a tratamentos térmicos. Essas características podem ser obtidas submetendo-se as peças ao tratamento químico conhecido como cementação. Na cementação, o carbono é introduzido na superfície do aço em temperaturas acima de 900 °C, elevando a dureza superficial. A cementação pode ser realizada em meios líquido, gasoso e sólido, sendo o potencial químico do carbono nesses meios o fator determinante do teor de carbono na superfície da peça. Nos aços cementados, os núcleos contêm de 0,15% a 0,25% de carbono, enquanto que na superfície essa concentração é ajustada entre 0,8% a 1,0%.

A cementação sólida é o processo mais antigo de cementação existente e consiste no aquecimento do metal acima da zona crítica, na qual a solubilidade do carbono no aço é elevada, e há a utilização de cementos sólidos, como carvão de madeira moída e carbonatos, que atuam como catalisadores, aumentando a proporção de CO em relação ao CO2. Porém, na cementação sólida é praticamente impossível manter o controle dos resultados, podendo ocorrer a cementação excessiva, o que pode acarretar a formação de trincas e a escamação da camada cementada. Normalmente, após a cementação sólida, é necessário submeter o metal a um tratamento térmico posterior, como a normalização, para refinar o tamanho do grão.

Os aços AISI/SAE 5120, 8620, 4620 e 4023 são exemplos de aços utilizados na fabricação de engrenagens e submetidos a cementação, que promove o aumento da dureza superficial, além da resistência ao desgaste e à fadiga. Quanto às propriedades químicas, a cementação promove o aumento do teor de carbono na superfície da peça. A cementação promove o aumento da dureza superficial, além da resistência ao desgaste e à fadiga. Quanto às propriedades químicas, a cementação promove o aumento do teor de carbono na superfície da peça.

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