2.CURVAS TTT:CURVAS DE TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA E

TRATAMENTOS TÉRMICOS DOS AÇOS.
1.CURVAS DE TRANSFORMAÇÃO
CONTÍNUA PARA OS AÇOS .
As
curvas
TTT
(tempo-temperaturatransformação) dos aços eram obtidas
antigamente pelo método metalográfico. Hoje
em dia elas são construídas através de um
Dilatômetro,
equipamento
que
fornece
medidas sensíveis da dilatação ou contração
dos corpos de prova durante o resfriamento e
mudança de fase.
2. INTERPRETAÇÃO DA CURVA T.T.T.
(ESQUEMÁTICA)
DE
UM
AÇO
HIPOEUTETÓIDE (0,008% < C < 0,77%) –
ESQUEMÁTICO (REGIÃO DE FORMAÇÃO
DOS CONSTITUINTES DOS AÇOS)
EIXO X : Tempo em escala logarítmica.
EIXO Y :esquerda (Temperatura °C) e a direita
(dureza
HRC
do
constituinte
obtido
isotermicamente).
LINHAS A1 e A3 ---> Temperaturas
correspondentes, dos aços hipoeutetóides, no
diagrama Ferro Carbono.
LINHA Ms ou Mi ---> Temperatura de início de
transformação da Martensita.
LINHA M90 -----> corresponde a 90% de
transformação da austenita em Martensita.
LINHA Mf----> Temperatura de fim de
transformação da austenita em Martensita.
Quanto maior o teor de carbono e elementos
de liga esta temperatura pode estar abaixo da
temperatura ambiente, levando a formação
indesejável da austenita retida. Normalmente
a linha Mf não é indicada nas curvas T.T.T.
3. FATORES QUE DESLOCAM A CURVA
TTT.
Três são os fatores que influem na posição
das linhas de transformação das curvas TTT.
- Composição Química.
- Tamanho de Grão Austenítico.
- Homogeneidade da Austenita.
3.1.COMPOSIÇÃO QUÍMICA.
Além do carbono, todos os elementos de liga
adicionados aos aços, com exceção do
cobalto, deslocam as linhas de início e fim de
transformação para a direita. Quando os aços
são aquecidos acima do limite superior da
zona crítica praticamente todos os elementos
encontram-se dissolvidos na austenita.
No resfriamento, ao passar pela zona crítica,
alguns elementos tendem a ficar dissolvidos
na ferrita e outros a formar carbonetos. As
reações que ocorrem são complexas e tanto
mais numerosas quanto maior o número de
elementos de liga e seu teor (até um certo
limite). O início e término dessas reações
ocorrem após um determinado tempo, o qual é
função dos elementos de liga presentes.Isto
explica o deslocamento das linhas de início e
de fim de transformação da austenita que
ocorrem para os aços, mais intensamente
para alguns, facilitando a obtenção da
estrutura martensítica.
Os elementos de liga deslocam também as
linhas de início (Mi ou Ms) e fim de
transformação (Mf) da martensita, abaixandoas. Alguns aços ligados, após cementação,
têm a linha Mf localizada abaixo da
temperatura ambiente, apresentando então
uma certa quantidade de austenita não
transformada ("austenita retida" ou "austenita
residual "). De todos os elementos, o carbono
tem maior influência na temperatura Ms. Entre
0,3 e 0,4% C já existe uma pequena
quantidade de austenita retida. A maioria dos
aços contendo mais do que 0,5%C tem o Mf
abaixo da temperatura ambiente.
3.2.TAMANHO DE GRÃO AUSTENÍTICO.
Quanto maior o tamanho de grão austenítico
tanto mais para a direita são deslocadas as
linhas de início e fim de transformação. Os
produtos de transformação da austenita, ferrita
e perlita, iniciam-se nos contornos de grão por
nucleação e crescimento. Um aço de
granulação grosseira levará mais tempo para
transformar-se do que um de granulação fina.
Existem vários métodos para a determinação
do tamanho de grão como a classificação do
tamanho de grão segundo a ASTM, de 1 a 8.
Na prática dos tratamentos térmicos
1
recomenda-se o uso de uma granulação fina,
isto é, tamanho de grão ASTM 5 a 8.
Grão grosseiro de 1 a3, desloca a curva,
facilita a tempera, mas nesse caso isto é ruim
pois fragiliza o material. Temperaturas altas
aumentam o tamanho do grão, tais como
soldagem e fundição.
0,77%C) as temperaturas são da ordem de
50°C acima da linha A3 e para os aços
hipereutetóides (0,77%C a 2,11%C) é 50°C
acima da linha A1 (nestes é realizado o
recozimento subcrítico).
Uma representação esquemática do ciclo de
tratamento para o recozimento, comparandose com o de normalização, é mostrada na
figura 5.
4.1.4.AQUECIMENTO
ATÉ
A
TEMPERATURA.
Devido ao aquecimento provocar dilatação e
mudança de fase, ele deve ser homogêneo
para evitar empenamentos e trincas.
Portanto,sempre que possível,ele deve ser
aquecido junto com o forno.
Tamanho de Grão Austenítico.
3.3.HOMOGENEIDADE DA AUSTENITA
Quanto mais homogênea a austenita tanto
mais para a direita são deslocadas as linhas
de início e fim de transformação. Áreas ricas
em carbono, impurezas não dissolvidas
(inclusões) ou a presença de carbonetos
residuais atuam como núcleos de formação da
perlita, diminuindo a temperabilidade dos
aços. Facilita a tempera é necessário tempo e
temperatura correta.
4. TRATAMENTOS TÉRMICOS COMUNS
DOS
AÇOS:
RECOZIMENTO,
NORMALIZAÇÃO e TÊMPERA.
4.1 - RECOZIMENTO.
4.1.1. DEFINIÇÃO DE RECOZIMENTO.
O recozimento consiste no aquecimento e
manutenção à uma determinada temperatura,
seguido de um resfriamento com velocidade
adequada (normalmente no próprio forno),
com o objetivo de amolecer os materiais
metálicos.O
recozimento
altera
as
propriedades mecânicas e elétricas assim
como a microestrutura. O recozimento é
aplicado quando se deseja melhorar a
condição de trabalhabilidade (usinagem,
estampagem, etc) provocadas pela queda na
dureza e resistência mecânica.É utilizado
também para eliminar a estrutura bruta de
fusão e eliminar gases.
4.1.3. TEMPERATURA DE RECOZIMENTO.
Existem tabelas que indicam as temperaturas
de recozimento. Para os aços eutetóides
(0,77%C) e hipoeutetóides (0,008%C a
Zona crítica do Diagrama Fe-Fe3C.
Temperaturas de recozimento e têmpera,
normalização dos aços -carbono.
4.1.5.TEMPO
DE
PERMANÊNCIA
NA
TEMPERATURA.
Para o recozimento é recomendado manter o
aço na temperatura (a partir do momento em
que o núcleo da peça atingir a temperatura)
por um tempo adicional para que haja
completa
homogeneização
(difusão
do
carbono).
Em geral é recomendado, para aços-carbono
comuns, um tempo de 1 hora por polegada de
espessura da peça, tempo este contado
quando o núcleo atingir a temperatura
2
desejada. Aços com elementos de liga exigem
maior tempo, principalmente se esses
elementos são formadores de carbonetos (V,
Cr, W, Nb, Ti, etc.).
4.1.6.RESFRIAMENTO DOS AÇOS.
Geralmente os aços são resfriados dentro do
próprio forno desligado. Em alguns casos
podem ser resfriados um pouco mais
rapidamente sendo mergulhado em areia,
cinza ou cal. Peças grandes podem ser
resfriadas ao ar, devido a sua baixa
velocidade de resfriamento.O resfriamento
deve ser lento na faixa em que a austenita se
transforma (730 a 600°C).Para aços-carbono
até 0,5%C podem ser utilizadas taxas de até
50°C/h e para aços-carbono acima de 0,5%C
recomenda-se 15°C/h.
Depois que a austenita se transformou. pode
resfriar-se o aço mais rapidamente até a
temperatura ambiente para reduzir o tempo de
tratamento, tomando-se cuidado com o
choque térmico.
Constituintes- Recozimento - Ferrita +Perlita
Normalização- Ferrita + Perlita
Tempera- Martensita
4.1.7.MICROESTRUTURAS
E
PROPRIEDADES.
Os aços recozidos têm como constituintes na
temperatura ambiente (estudado no diagrama
Ferro-Carbono):
Aços Hipoeutetóides: (0,008-0,77%C) 
Perlita Grosseira + Ferrita
Aços Eutetóides: (0,77%C)  Pelita
Grosseira.
Aços Hipereutetóides: (0,77-2,11%C) 
Perlita Grosseira + Rede de Cementita
5 - NORMALIZAÇÃO.= Ar
A Normalização é um tratamento térmico que
consiste no aquecimento do aço até sua
completa austenitização,
seguido de
resfriamento ao ar.
As temperaturas de tratamento são da ordem
de 30°C superiores as de recozimento para
produzir uma estrutura austenítica mais
uniforme. Os aços hipereutetóides são
aquecidos acima de 50°C acima da linha Acm,
a fim de dissolver a rede de cementita
formada no processo anterior.
Além da melhor uniformidade da estrutura o
objetivo maior da normalização é a
homogeneização e o refino do tamanho de
grão de estruturas obtidas de trabalho à
quente (laminação, forjamento), de aços
fundidos e soldagem.
A Normalização se faz normalmente, para
aços com até 0,4% C. Antes do tratamento
térmico de têmpera é recomendado a
normalização para evitar o aparecimento de
trincas e empenamento.
6 - TÊMPERA DOS AÇOS (òleo, água,
salmoura-10% Nacl).
6.1. ESTRUTURA MARTENSÍTICA .
Do nome alemão Adolf Martins, que pesquisou
a microestrutura encontrada em aços
resfriados rapidamente é que surgiu o nome
de MARTENSITA.
A perlita se forma por nucleação e
crescimento, isto é, por difusão do carbono.A
bainita se forma por difusão e cisalhamento,
enquanto que a martensita se forma apenas
por cisalhamento.O fato da martensita não se
formar por difusão, os átomos de carbono não
se difundem (migram) para formar a ferrita e a
cementita, e são retidos nos interstícios
octaédricos da estrutura CCC produzindo essa
nova fase. A solubilidade do carbono na
estrutura CCC é muito baixa, então, os átomos
de carbono expandem a célula unitária em
uma direção, fazendo com que a martensita
assuma a estrutura tetragonal de corpo
centrado.
6. 2. PROPRIEDADES DA MARTENSITA.
A dureza da Martensita é função do seu teor
de carbono.A dureza máxima num açocarbono está associada com uma estrutura
completamente martensítica. Os elementos
de liga favorecem a martensita.
6.3. DUREZA X % CARBONO X %
MARTENSITA .
A figura 6 mostra a relação entre a dureza, %
de carbono e a quantidade de martensita
presente.
A martensita tem alta dureza, alta resistência
mecânica, alta resistência à fadiga e ao
desgaste. Esta variação nas propriedades do
3
aço, quando temperado, está relacionada com
a distorção que os átomos de carbono
provocam na estrutura tetragonal de corpo
centrado da martensita.
6.5.TEMPO.
O tempo de aquecimento é menos importante,
no processo de têmpera, que a temperatura
atingida em toda a seção, uniformidade de
temperatura, tempo de permanência e
velocidade de resfriamento. Aquecimento
vagaroso é recomendado para peças de
grandes variações nas suas seções.
Independentemente da secção, um tempo de
15 minutos na temperatura, é suficiente para
se realizar a têmpera.
DUREZA(HRC)
CARBONO
Figura 6 - Dureza x %Carbono x %
Martensita.
6.6 - TAMANHO DAS PEÇAS.
A massa e o volume das peças tem grande
influência na têmpera dos aços, pois durante o
resfriamento
existe
um
gradiente
de
temperatura do centro para a periferia.
A figura 7 mostra o tempo de resfriamento
para várias posições em uma barra quando
resfriada em um meio de severidade igual a 4
(salmoura com agitação).
Obs: 1470o C = 800o C
770o F = 410o C e
70o C = 21o C
1 inch = 1 polegada = 1” = 25,4mm.
Tempo de resfriamento numa barra de
diâmetro de 1”, em salmoura com agitação.
Tabela 1 - Severidade de têmpera “H”.
Devido as diferentes velocidades de
resfriamento nos diversos pontos de uma
peça, pode ocorrer que num dado meio, a
têmpera se dê apenas na superfície, deixando
o aço com valor de dureza baixa no núcleo.
Em vista disso, para se escolher o meio ideal
para têmpera, deve-se analisar com muito
cuidado a temperabilidade do aço.
7 - TRATAMENTOS ISOTÉRMICOS DOS
AÇOS.
A
tempera
convencional
(resfriamento,
salmoura, água e óleo) gera tensões na peça
devido a dois fatores:
1- Superfície e centro contraem em
tempos diferentes
2- Superfície e centro transforma-se em
tempos diferentes.
7.1. MARTÊMPERA.
A martêmpera é um processo utilizado para
eliminar ou minimizar os riscos de trincas e
empenamentos em peças que devem ser
temperadas.
Resfriamento na têmpera convencional
7.1.1. MARTÊMPERA CONVENCIONAL.
Consiste em resfriar o aço austenitizado em
um banho de sal ou óleo a uma temperatura
ligeiramente superior ou inferior a Mi, e manter
nessa temperatura num certo tempo para que
haja uma uniformização da temperatura da
peça (superfície e núcleo). A seguir resfriar a
peça ao ar até a temperatura ambiente. Após
a martêmpera o aço deve ser revenido (figura
9).
7.1.2. MARTÊMPERA MODIFICADA.
A diferença é a temperatura do banho que é
bem inferior a da martêmpera convencional,
abaixo da linha Ms. Neste caso obtem-se
maiores velocidades de resfriamento que no
processo convencional, sendo indicado para
aços de baixa temperabilidade.
A martêmpera limita-se a espessuras de 5 a 8
mm para aços carbono, podendo se chegar a
espessuras maiores para aços ligados.
4
Os aços mais indicados são : 4130-41404150-4340-8630-8640-8740-8745-4640-51406150 e os aços ligados após cementação
3312-4620-5120-8620-9310.
Aço Patenteado- Aço refinado (em banho de
chumbo), numa temperatura próxima ao
cotovelo (500°C). Obtem-se 10% perlita(30-40
HRC).
7.2. AUSTÊMPERA.
Consiste em austenitizar o aço a uma
temperatura adequada e resfriar num banho
mantido a uma temperatura de 250 a 400°C
dependendo da composição do aço. Manter a
peça o tempo suficiente para que ocorra
isotermicamente a transformação total da
austenita em bainita. Resfriar a peça até a
temperatura ambiente em ar calmo (figura 10).
40-60HBC, ex. feixe de mola.
A principal vantagem da austêmpera é a
obtenção de elevada dureza com boa
ductilidade e tenacidade. Após a austêmpera
o aço não precisa ser revenido.
A principal limitação do processo se refere às
dimensões das peças a serem tratadas. Para
aços carbono limita-se a peças com espessura
inferior a 5mm. Em aços de alto teor de
elementos de liga a austêmpera pode ser
impraticável em virtude da curva de
transformação estar deslocada muito para à
direita, o que exigiria um tempo muito longo.
A têmpera superficial consiste no aquecimento
superficial até uma certa profundidade, em
temperaturas de austenitização superiores a
da têmpera convencional. O tempo de
aquecimento é muito pequeno (alguns
segundos) e o resfriamento se dá
normalmente em água, podendo em certos
casos ser utilizado o óleo ou mesmo o ar.
Obtem-se na superfície alta resistência e
dureza melhorando significativamente a fadiga
e resistência ao desgaste. O núcleo "frio"
mantém sua tenacidade geralmente alta.
Um exemplo típico é a têmpera superficial de
engrenagens
onde
são
obtidas
as
propriedades de resistência ao desgaste e à
fadiga, na superfície, com um núcleo tenaz.
A têmpera superficial pode ser realizada por
dois processos:
- Têmpera por indução
-Têmpera por chama.
Aço Beneficiado
Aço temperado e renevido em alta
temperatura(500 a 700 graus) Ex. aço 4340e
4140
de
8.1.TÊMPERA POR INDUÇÃO.
Uma corrente elétrica alternada de alta
freqüência circulando através de um condutor
(Bobina) gera ao seu redor um campo
magnético. Qualquer condutor elétrico (peça
de aço, fofo, etc.) na presença deste campo
magnético pode ser aquecido.
Uma barra de aço colocada no interior de uma
bobina aquece devido a correntes superficiais
induzidas (correntes de Foucalt) e perdas por
histerese (Ferro ate 768 °C). A figura 11
mostra exemplos de aquecimento produzidos
por vários tipos de bobinas. A figura 12 mostra
formas de aquecimento.
A profundidade de penetração da corrente é
função principalmente da freqüência, além da
potência empregada, espaçamento bobina peça, tempo de aquecimento e da própria
bobina (forma, nº de voltas).
A corrente induzida numa peça é máxima na
superfície e diminui rapidamente no seu
interior.
8. TÊMPERA SUPERFICIAL.
Consiste no endurecimento da superfície da
peça (eixo, engrenagens etc.) e núcleo mole.
-Alta dureza superficial, resistência ao
desgaste e resist. Mec.
-Núcleo mole, alta temperatura.
8.2. AQUECIMENTO POR CHAMA
Neste caso, o aquecimento resulta da queima,
por meio de um maçarico,de uma mistura de
oxigênio e gás combustível, usualmente
acetileno, gás natural ou propano. O
aquecimento por chama consiste em aquecer
superficialmente uma peça ou parte dela, até
Figura 9. Martêmpera
Figura 10- Tratamento
austêmpera.
isotérmico
5
a temperatura de têmpera. Em seguida o
resfriamento é feito com áqua, óleo ou mesmo
ar, dependendo da temperabilidade do aço.
Desde sistemas manuais á automatizados.
Campo magnético e correntes induzidas
produzidas por várias bobinas de indução.
As razões da utilização da têmpera por chama
são:
- Peças muito grandes onde o aquecimento
num forno convencional e têmpera se tornam
impraticáveis ou antieconômicas.
- Tratamento térmico em pequenas regiões ou
quando o tratamento na peça toda é
prejudicial à sua função.
- Maior precisão dimensional que num forno
de tratamento convencional.
- Utilização de materiais mais baratos e
obtenção de propriedades adequada em
certos casos com processo mais barato.
9. REVENIMENTO DOS AÇOS.
9.1.DEFINIÇÃO.
O tratamento térmico de revenimento é um
processo de reaquecimento do aço temperado
com o propósito de transformar a estrutura
martensítica em estruturas mais estabilizadas
e tenazes. Um aço com estrutura martensítica,
é muito frágil, além de estar sujeito ao
aparecimento de trincas se deixado à
temperatura ambiente nesta condição. O
aquecimento
do
aço
temperado
em
temperaturas inferiores a A1 (727°C) permitirá
a ocorrência de difusão que produzirão uma
estrutura mais estável e mais tenaz.
Aquecimento do aço temperado entre 150 e
650 graus. O aço temperado é muito frágil
(tenecidade=0). O revenimento aumenta a
tenacidade com diminuição da dureza (resit.
Mec.)
9.2.TRANSFORMAÇÕES
DE
FASE
DURANTE O REVENIMENTO.
Costuma-se dividir as transformações que
ocorrem durante o revenimento de um aço em
três etapas:
1ª ETAPA - 25 A 200°C: ocorre a precipitação
de um carboneto especial, denominado de
carboneto
epsolon
(),
partículas
extremamente diminutas, com espessura
inferior a 200 Å. Esses carbonetos reduzem o
número de átomos de carbono na
martensítica, tornando-se menos tetragonal e
aproximando-se da estrutura cúbica que
caracteriza o ferro .Temos então uma
estrutura de martensita de baixo teor de
carbono e carbonetos finos, sendo essa
estrutura denominada de martensita revenida.
A dureza do aço temperado sendo de 65HRC
(0,7%C) cai para 60HRC.
2ª ETAPA - 200 a 350°C : se houver austenita
retida esta se transforma em bainita .Nesta
faixa ocorre a precipitação de cementita na
forma de barras e a martensita perde sua
tetragonalidade transformando-se em ferrita. A
medida que as partículas de cementita
crescem as de carboneto epsolon vão
desaparecendo.
3ª ETAPA - 350 a 700°C :entre 300°C e
400°C inicia-se o coalescimento da cementita
e esta se torna totalmente esferoidizada a
700°C.
9.3.EFEITO DO REVENIMENTO SOBRE AS
PROPRIEDADES DOS AÇOS.
Uma
gradual
diminuição
da
dureza
acompanha as modificações que sofre a
microestrutura do aço temperado ao ser
revenido a temperaturas crescentes. Essa
diminuição de dureza é acompanhada por um
aumento de plasticidade e da tenacidade do
aço (esta pode ser alterada com a
temperatura devido ao fenômeno de
fragilidade do revenimento).
10. TRATAMENTOS TERMOQUÍMICOS
10.1.INTRODUÇÃO.
Os tratamentos termoquímicos consistem na
introdução de um ou mais elementos químicos
na superfície dos aços (ferros fundidos) a uma
dada temperatura (500 a 1000°C) para
conferir uma camada superficial fina e dura.
Os objetivos principais são: aumento da
6
dureza e da resistência ao desgaste na
superfície mantendo o núcleo tenaz.
Os processos termoquímicos são classificados
em:
Cementação.
Carbonitretação.
Cianetação.
Nitretação.
Boretação.
Após
as
peças
serem
tratadas
termoquimicamente
temos
a
camada
endurecida com um alto teor de carbono e/ou
nitrogênio, elementos absorvidos durante o
tratamento, e o núcleo que fica com a mesma
composição química inicial do material.
Aquecimento da peça + meio químico. Tempo
de 1 a 100 horas.
10.2. CEMENTAÇÃO.
Cementação é o tratamento termoquímico que
consiste na introdução de carbono na
superfície dos aços de baixo teor de carbono,
geralmente até 0,25 % C com ou sem
elementos de liga.
Este processo é seguido geralmente por
têmpera, obtendo-se na camada o constituinte
martensita, proporcionando alta dureza
superficial e deixando o núcleo tenaz devido
ao seu baixo teor de carbono.
A cementação se realiza em meio sólido,
líquido ou gasoso em temperaturas de
austenização entre 825°C e 950°C. A figura 15
pode ser utilizada para operadores de
tratamento térmico como valores estimativos
de profundidade, tempo e temperatura de
cementação em meios sólidos, líquido ou
gasoso.
A equação 1 feita empiricamente por Harris
para aços carbono e baixa liga, pode ser
utilizada para estimar a profundidade da
camada cementada em função da temperatura
e tempo. Os valores de K fornecidos na tabela
2 são valores médios dos três processos de
cementação.
X=Kt
onde:
X = Profundidade em mm para dureza após
têmpera de 550 HV;
t = Tempo em horas;
K = Constante dependente da temperatura
(tabela 1).
TABELA 2. Valores da constante K
2- Pot. Da carbono teor (%), carbono na
superfície
3-Gradiente de Carbono, Variaçõa de carbono
da superfície até o carbono base.
4-Espessura da camada x
Camada total-distância da superfície até o
carbono base.
Camada efetiva- distância da superfície até o
ponto onde a dureza é 550HV.
Profundidade da camada em função do
tempo e temperatura de cementação.
10.2.1
CEMENTAÇÃO
SÓLIDA
(CEMENTAÇÃO EM CAIXA)
Cementação sólida é um processo no qual o
monóxido de carbono (CO) originado de um
composto sólido (carvão de madeira ou coque)
se decompõe em carbono nascente (C) e
dióxido de carbono (CO2).
Pode-se observar pela equação acima que o
gás cementante é o monóxido de carbono
(CO). A quantidade desse gás é função da
temperatura. A 900 °C, que é uma
temperatura comum em cementação, o
equilíbrio está em torno de 96% CO e 4%
CO2.
A quantidade de CO a uma dada temperatura
pode ser aumentada pela adição de
catalizadores, tais como Carbonato de Bário
(BaCO3), Carbonato de Cálcio (CaCO3) e
Carbonato de sódio (Na2CO3) no carvão.
Misturas cementantes com 10% de Carbonato
de Bário dão bons resultados. Pode-se
adicionar ao carvão de madeira cerca de 20%
de carvão coque (carvão mineral destilado)
para obter melhor condutividade térmica e boa
resistência ao calor.
10.2.2 CEMENTAÇÃO LÍQUIDA
Cementação líquida é um processo no qual o
meio cementante é um sal fundido. Este sal
pode ser a base de cianeto, o qual introduz
7
carbono e nitrogênio ou sal sem cianeto, o
qual introduz somente carbono.
10. 2. 2.1.CEMENTAÇÃO LÍQUIDA SEM
CIANETO
10.2.2.2 CEMENTAÇÃO LÍQUIDA COM
CIANETO
10.2.2.3 PROFUNDIDADE DA CAMADA
CEMENTADA
Composição de banhos para cementação
líquida.
10.2.2.4. GRADIENTE DE CARBONO
A figura 16 mostra o gradiente de carbono
para o aço 1020 em função do tempo e
temperatura de cementação.
% de Carbono
Distância abaixo da superfície
Gradientes de carbono por cementação
líquida para o aço 1020 a 845 °C.
10.2.3.CEMENTAÇÃO GASOSA
Cementação gasosa é um processo no qual
os
meios
cementantes
são
gases
hidrocarbonetos e líquidos hidrocarbonetos
facilmente vaporizados.
A atmosfera do forno é constituída por um gás
de arraste endotérmico mais gás cementante
metano (CH4) ou o propano (C3H8).
São utilizados como gases cementantes o gás
natural constituído basicamente de metano
(80 a 90%)e etano (10 a 20% ), o gás de
coqueria, butano comercial (93 % de C4H10 e 7
% de C3H6), propano comercial (2,5 % de
C2H6, 96 % de C3H8 e 15 % de C4H10) e mais
recentemente o álcool etílico volatilizado
(C3H5OH).
Os gases de arrastre são constituídos da
seguinte mistura: N2 (40 a 97%), CO(1,5 a 35
%), CO2 (0 a 5 %), H2 (1 a 39 %) e CH4 (0 a 1
%).
11. NITRETAÇÃO.
11.1.INTRODUÇÃO.
Nitretação é um tratamento de endurecimento
superficial que consiste na introdução de
nitrogênio atômico na superfície do aço.O
tratamento é realizado em temperaturas
compreendidas entre 500 e 570 °C, onde o
nitrogênio atômico se difunde na fase ferrita.
As principais propriedades dos aços nitretados
são:
- Alta dureza superficial (86 a 70 HRC) e
resistência ao desgaste.
- Alta resistência à fadiga.
- Alta estabilidade dimensional.
- Resistência à corrosão melhorada.
A profundidade da camada nitretada depende
do tempo e da temperatura de tratamento, da
atividade do nitrogênio e da composição do
aço.
Três são os métodos de nitretação: gasoso,
líquido (banho de sal ) e pó.
11.2.1. NITRETAÇÃO A GÁS .
Consiste na introdução de uma atmosfera rica
em nitrogênio, a uma certa temperatura,
geralmente amônia - NH4.
Neste processo a amônia decompõe-se
parcialmente em nitrogênio e este combina-se
com os elementos de liga do aço formando
nitretos de elevada dureza.
NH4 -------> N ( no aço) + H
(nitreto)
O nitrogênio atômico é absorvido pela
superfície do aço.
As superfícies das peças para nitretar devem
estar completamente limpas. Para isso as
peças devem ser submetidas a limpeza tais
como desengorduramento, decapagem,etc...
Neste processo a difusão do Nitrogênio no aço
é lenta. Geralmente o tempo de permanência
varia de 15 a 30 horas, respectivamente para
camadas da ordem de 0.10 à 0.25mm de
profundidade.
8
9
PERLITA
BAINITA
MS
M90
MF
MAR
TENSIT
A
10