Tratamente Termico

Objetivo

Entender o processo de difusão de elementos químicos como o carbono, nitrogênio, boro através de processos termoquímicos afim de aumentar sua dureza superficial. Realizamos este processo com aços AISI/SAE 1020 e AISI/SAE 8620, com dois corpos de prova de cada material fazendo cementação em um corpo de cada material e cementação com têmpera com o outro. Constatamos que a dureza superficial aumenta em ambos os tratamentos, porém no tratamento de cementação com têmpera a dureza é superior, pois o carbono transforma-se em martensita e no tratamento de cementação, em perlita.

1-Introdução

Realizamos o tratamento termoquímico de cementação com os aços AISI/SAE 1020 e AISI/SAE 8620 pois apresentam baixo teor de carbono, facilitando a difusão deste na peça.

O tratamento termoquímico promove o endurecimento superficial pela modificação química e microestrutural. Tem como objetivo aumentar a dureza e resistência ao desgaste mantendo o núcleo dúctil e tenaz. Muitas peças mecânicas necessitam ter elevada dureza externa para resistirem ao desgaste; entretanto, internamente precisam permanecer “moles”, para suportarem torque.

Cementação consiste em aumentar a porcentagem do teor de carbono numa fina camada externa da peça. A principal reação, que ocorre entre o carbono e o ferro, e que é a responsável pela difusão do carbono para o interior da peça, pode ser representada da seguinte maneira:

3Fe +C → Fe3C

Após a cementação tempera-se a peça; as partes externas adquirem elevada dureza enquanto as partes internas permanecem sem alterações. A cementação é feita aquecendo-se a peça de aço de baixo teor de carbono, juntamente com um material rico em carbono (carburante). Quando a peça atinge alta temperatura, aproximadamente 950°C, passa a absorver parte do carbono do carburante. Quanto mais tempo a peça permanecer aquecida com o carburante, mais espessa se tornará a camada, varia entre 0,5 a 1,5mm obtendo uma dureza entre 500 a 700 HV.Os carburantes podem ser sólidos (grãos ou pós), líquidos ou gasosos. A qualidade dos carburantes influi na rapidez com que se forma a camada. Utiliza-se aços de baixo teor de carbono, pois estes tem maior capacidade de absorção de elementos químicos.

A nitretação de metais é um processo que permite alterar as propriedades de dureza superficial, desgaste, corrosão e resistência térmica do material. São utilizados, por ordem de importância, no tratamento de metais ferrosos, metais refratários e, mais recentemente, de alumínio. O processo de nitretação de superfícies se aplica, entre outras, à indústria mecânica, automotiva, hidráulica, de deformação de metais, forjaria; siderúrgica, biomédica e alimentação. O processo é utilizado no tratamento de moldes de injeção de plásticos, de peças automotivas (válvulas, engrenagens, pistões, etc.), moldes de extrusão de alumínio, ferramentas de corte e usinagem de metais, punções de matrizes para corte em geral, tratamento de próteses, etc. [1]. Pode ser feito através de injeção de gás(NH3), plasma(N2,H2) e em vácuo(M2O, NH3), sua temperatura varia de 400 a 600°C. Esse processo permite uma dureza de 900 a 1400 HV e uma camada de 0,05 a 0,02 mm.

Carbonitretação

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