Metrologia

Quando surgiu

Há muitos séculos atrás o homem descobriu que com aquecimento e resfriamento podia modificar as propriedades mecânicas de um aço, isto é, torná-los mais duro, mais mole, mais maleável, etc.

O que é o Tratamento Térmico ?

O processo de aquecer e resfriar um aço, visando modificar as suas propriedades, ele pode ser feito em 3 fases distintas:

 Aquecimento. Manutenção da temperatura. Resfriamento.

 Alguns Tipos de Tratamento Térmico

 Normalização,Têmpera, Martêmpera ( têmpera interrompida, é uma forma de tratamento térmico de Têmpera indicada para aços de alta liga), Cementação, Austêmpera, Revenimeto, Solubilização, Esferoidização/Coalescimento, Alívio de tensões, Recozimento.

A cementação é um processo termoquímico, que se aplica especialmente aos aços ferrítico-perlíticos

A cementação do ferro ou aço é antiga – apareceu no começo dos anos 1600, e a primeira patente foi obtida na Inglaterra em 1614.

- Comporta muitas variações: Temperatura; Profundidade de carbonização; Tempo de Processo; Controle da atmosfera.

O tempo de processo vai depender da profundidade da cementação desejada – quanto mais tempo durar a cementação, mais profundamente teremos a presença do carbono difundido

 Fatores consideráveis: Composição química do aço, incluindo o teor de carbono;

 Potencial químico do carbono na superfície da peça.

As 3 fases da cementação: Aquecimento, Manutenção da temperatura, Resfriamento 

1º - Aquecimento:

Cementação em caixa: As peças são colocadas em caixas juntamente com o carburante, fechadas hermeticamente e aquecidas até a temperatura recomendada.

Cementação em banho: As peças são mergulhadas no carburante líquido aquecido, através de cestas ou ganchos.

Cementação a gás: Método mais usado; Este processo permite melhor controle do teor de carbono e da espessura da camada cementada, e é mais rápido. É um processo que se popularizou nas últimas décadas devido a evolução dos fornos de tratamento e dos métodos de análises químicas.

Cementação em vácuo e por plasma: Ambos os processos usam uma câmara de vácuo com gás de hidrocarbonetos como fonte de carbono. A principal vantagem deste processo é a ausência de oxigênio da atmosfera do forno e uniformidade da camada tratada.

Cementação em banhos de sais: Sais de cianetos, cianatos ou misturas de carbono e carbonatos. Adequados para produzir finas camadas cementadas pois o tempo de tratamento pode ser rigorosamente controlado.

Cementação líquida: Este processo é rápido e limpo. Permite maiores profundidades de cementação, protege eficientemente as peças contra corrosão e descarbonetação,

2º - Manutenção da temperatura

3º - Esfriamento

 Principais aplicações da Cementação: Engrenagens; Pinhões;Buchas guias;Roletes; Peças sujeitos a desgaste.

 Principais características da Cementação

Propriedades mecânicas:

Dureza; Ductibilidade;Tenacidade;Fluência

 Propriedades tribológicas: Atrito; Desgaste

 Nitretação

Nitretação é um tratamento termoquímico que consiste na introdução de nitrogênio na superfície do aço na fase α(ferrita) em temperaturas entre 500 –570 Cº, para formar uma camada dura de nitretos.Consequentemente, não ocorre mudança de fase quando o aço é resfriado até a temperatura ambiente. Por utilizar temperaturas menores que as da cementação, a nitretação produz menor distorção e tem menor tendência a causar trincas no material.

Vantagens do Processo :

Aumentar a dureza e a resistência ao desgaste mantendo o núcleo dúctil e tenaz.

• Alta dureza superficial com aumento da resistência ao desgaste e com pouco risco de descamação.

• Alta resistência à fadiga – formação de forças compressíveis na superfície do aço.

• Melhora da resistência à corrosão em aços não inoxidáveis.

• Produz menor distorção.

• Menor tendência a causar trincas.

Processo de Nitretação: O nitrogênio introduzido na superfície combina-se com o ferro, formando uma camada de nitreto de ferro de elevada dureza. A nitretação pode ser feita em meio gasoso e liquida.

Nitretação Gasosa: Na nitretação gasosa, o elemento nitretante é a amônia que se decompõe, parcialmente, fornecendo o nitrogênio. Nesse processo o tempo da camada é muito grande.

Nitretação Líquida: Na nitretação líquida o meio nitretante são banhos de sais fundidos, em geral cianetos e cianatos, responsáveis pelo fornecimento do nitrogênio.

Porém nas últimas duas décadas tem havido diversos progressos na tecnologia utilizada nos processos de tratamentos superficiais, principalmente com o desenvolvimento do método de nitretação por plasma em forno a vácuo e métodos de implantação iônica.

Nitretação a Plasma:O tratamento termoquímico por plasma oferece diversas vantagens quando comparado aos métodos tradicionais de nitretação por banho de sal ou nitretação gasosa.

Entre outros se pode mencionar: Maior dureza superficial. Permite conseguir melhores propriedades metalúrgicas com materiais de custo menor. Não produz contaminação ambiental ( Adequada a ISO 14.000).

*O processo de nitretação com plasma usa baixa quantidade de gases neutros, enquanto que os processos convencionais usam sais tóxicos ou grandes quantidades de gases tóxicos.

Menor custo se comparado aos processos convencionais, por ser um processo mais rápido, que usa menores quantidades de produtos químicos, sem necessidade de retrabalho e com menor refugo.

Aplicação:

O processo é utilizado no tratamento de moldes de injeção de plásticos, de peças automotivas (válvulas, engrenagens, pistões, etc.), moldes de extrusão de