Tratamento termico senai, Notas de estudo de Eletromecânica

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Espírito Santo ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 3 CPM - Programa de Certificação de Pessoal de Manutenção Mecânica Tratamentos Térmicos Espírito Santo ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ CST 4 Companhia Siderúrgica de Tubarão Tratamentos Térmicos - Mecânica © SENAI - ES, 1997 Trabalho realizado em parceria SENAI / CST (Companhia Siderúrgica de Tubarão) Coordenação Geral Supervisão Elaboração Aprovação Editoração Luís Cláudio Magnago Andrade (SENAI) Marcos Drews Morgado Horta (CST) Alberto Farias Gavini Filho (SENAI) Rosalvo Marcos Trazzi (CST) Evandro Armini de Pauli (SENAI) Fernando Saulo Uliana (SENAI) José Geraldo de Carvalho (CST) José Ramon Martinez Pontes (CST) Tarcilio Deorce da Rocha (CST) Wenceslau de Oliveira (CST) Ricardo José da Silva (SENAI) SENAI - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial DAE - Divisão de Assistência às Empresas Departamento Regional do Espírito Santo Av. Nossa Senhora da Penha, 2053 - Vitória - ES. CEP 29045-401 - Caixa Postal 683 Telefone: (027) 325-0255 Telefax: (027) 227-9017 CST - Companhia Siderúrgica de Tubarão AHD - Divisão de Desenvolvimento de Recursos Humanos AV. Brigadeiro Eduardo Gomes, s/n, Jardim Limoeiro - Serra - ES. CEP 29160-972 Telefone: (027) 348-1322 Telefax: (027) 348-1077 Espírito Santo ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 7 Tipos de tratamentos térmicos Existem duas classes de tratamentos térmicos: 1 - Os tratamentos que por simples aquecimento e resfriamento, modificam as propriedades de toda a massa do aço, tais como: a - Têmpera b - Revenimento c - Recozimento 2 - Os tratamentos que modificam as propriedades somente numa fina camada superficial da peça. Esses tratamentos térmicos nos quais a peça é aquecida juntamente com produtos químicos e posteriormente resfriado são: a - Cementação b - Nitretação Têmpera É o tratamento térmico aplicado aos aços com porcentagem igual ou maior do que 0,4% de carbono. O efeito principal da têmpera num aço é o aumento de dureza. Fases da têmpera 1ª Fase: – Aquecimento – A peça é aquecida em forno ou forja, até uma temperatura recomendada. (Por volta de 800ºC para os aços ao carbono). 2ª Fase: – Manutenção da temperatura – Atingida a temperatura desejada esta deve ser mantida por algum tempo afim de uniformizar o aquecimento em toda a peça. Espírito Santo ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ CST 8 Companhia Siderúrgica de Tubarão 3ª Fase: – Resfriamento – A peça uniformemente aquecida na temperatura desejada é resfriada em água, óleo ou jato de ar. Efeitos da Têmpera 1 - Aumento considerável da dureza do aço. 2 - Aumento da fragilidade em virtude do aumento de dureza. (O aço torna-se muito quebradiço). Reduz-se a fragilidade de um aço temperado com um outro tratamento térmico denominado revenimento. Observações: 1 - A temperatura de aquecimento e o meio de resfriamento são dados em tabelas: TÊMPERA MATERIAL A TEMPERAR TEMP. DE PRÉ - AQUEC. TEMP. DE TÊMPERA COR DO MAT. NA TEMP. RESFRIAR EM AÇO 1.040 a 1.050 500 ºC 830 ºC Vermelho Água AÇO 1.060 a 1.080 500 ºC 790 ºC Vermelho escuro Água ou Óleo AÇO 1.090 500 ºC 775 ºC Vermelho cereja Óleo AÇO PRATA 550 ºC 800 ºC Vermelho escuro Óleo AÇO P/ MOLAS 600 ºC 875 ºC Vermelho claro Óleo AÇO RÁPIDO 550 ºC a 900 ºC 1.300 ºC Branco Óleo Espírito Santo ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 9 2 - O controle da temperatura durante o aquecimento, nos fornos, é feito por aparelhos denominados pirômetros. Nas forjas o mecânico identifica a temperatura pela cor do material aquecido. 3 - De início o aquecimento deve ser lento, (pré-aquecimento), afim de não provocar defeitos na peça. 4 - A manutenção da temperatura varia de acordo com a forma da peça; o tempo nesta fase não deve ser além do necessário. Revenimento É o tratamento térmico que se faz nos aços já temperados, com a finalidade de diminuir a sua fragilidade, isto é, torná-lo menos quebradiço. O revenimento é feito aquecendo-se a peça temperada até uma certa temperatura resfriando-a em seguida. As temperaturas de revenimento são encontradas em tabelas e para os aços ao carbono variam entre 210ºC e 320ºC. Fases do Revenimento 1ª Fase: – Aquecimento – Feito geralmente em fornos controlando-se a temperatura com pirômetro. Nos pequenos trabalhos os aquecimento pode ser feito apoiando- se a peça polida, em um bloco de aço aquecido ao rubro. O forte calor que desprende do bloco, aquece lentamente a peça, produzindo nesta uma coloração que varia à medida que a temperatura aumenta. Essas cores, que possibilitam identificar a temperatura da peça, são denominadas cores de revenimento. Espírito Santo ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ CST 12 Companhia Siderúrgica de Tubarão 3ª Fase: Resfriamento – O resfriamento deve ser feito lentamente, tanto mais lento quanto maior for a porcentagem de carbono do aço. No resfriamento para recozimento adotam-se os seguintes processos: 1 - Exposição da peça aquecida ao ar livre. (Processo pouco usado). 2 - Colocação da peça em caixas contendo cal, cinza, areia ou outros materiais. Observação – O material para resfriamento da peça deve estar bem seco. 3 - Interrompendo-se o aquecimento, deixando a peça esfriar dentro do próprio forno. Nota – No recozimento do cobre e latão o resfriamento deve ser o mais rápido possível. Efeitos do recozimento no aço − Elimina a dureza de uma peça temperada anteriormente, fazendo-se voltar a sua dureza normal. − Torna o aço mais homogêneo, melhora sua ductilidade tornando-o facilmente usinável. Cementação Muitas peças de mecânica necessitam ter elevada dureza externa para resistirem ao desgaste; entretanto, internamente precisam permanecer “moles”, para suportarem solavancos. Espírito Santo ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ SENAI Departamento Regional do Espírito Santo 13 Essas peças geralmente são em aço de baixa porcentagem de carbono e recebem um tratamento denominado CEMENTAÇÃO. Cementação A cementação é um tratamento que consiste em aumentar a porcentagem de carbono numa fina camada externa da peça. Após a cementação tempera-se a peça; as partes externas adquirem elevada dureza enquanto as partes internas permanecem sem alterações. (Fig. 10) A cementação é feita aquecendo-se a peça de aço de baixo teor de carbono, junto com um material rico em carbono (carburante). Quando a peça atinge alta temperatura (750ºC a 1.000ºC) passa a absorver parte do carbono do carburante. Quanto mais tempo a peça permanecer aquecida com o carburante, mais espessa se tornará a camada. Os carburantes podem ser sólidos, (grãos ou pós), líquidos ou gasosos. A qualidade dos carburantes influi na rapidez com que se forma a camada. Espírito Santo ___________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________ CST 14 Companhia Siderúrgica de Tubarão Fases da cementação 1ª Fase: 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. 2ª Fase: Manutenção da temperatura – O tempo de duração desta fase varia de acordo com a espessura da camada que se deseja e da qualidade do carburante utilizado. (0,1mm a 0,2mm por hora). 3ª Fase: Resfriamento – A peça é esfriada lentamente dentro da própria caixa. Após a cementação as peças são temperadas. Nitretação É um processo semelhante à cementação, que se faz aquecendo o aço a uma temperatura de 500ºC a 525ºC na presença de um gás denominado Nitrogênio. Após algum tempo, obtém-se uma fina camada, extremamente dura, não havendo necessidade de se temperar a peça.