Um dos procedimentos mais comuns da indústria do aço e de metais é o tratamento térmico. Basicamente, a técnica altera as propriedades físicas e mecânicas dos metais, mas sem modificar sua forma.
Desde a Idade do Bronze, a humanidade utiliza o calor para fortalecer e aprimorar ferramentas diversas. A prática ancestral, aperfeiçoada ao longo dos séculos, permitiu que os metais assumissem as características altamente precisas que conhecemos hoje.
Mas, afinal, qual a finalidade do processo de tratamento térmico? Para que serve? Quais os tipos mais utilizados e quais materiais podem ser submetidos a eles?
No artigo de hoje, a equipe Pochteca explica tudo isso e ainda esclarece a importância desse processo dentro da cadeia de produção industrial.
Vamos lá?
O que é tratamento térmico?
O tratamento térmico é um conjunto de processos que visa aprimorar as propriedades dos metais, sem alterar sua forma final.
Através do aquecimento e resfriamento controlados, peças metálicas podem alcançar benefícios como:
- ter sua vida útil ampliada;
- resistência à oxidação e à corrosão aumentada;
- tensões internas removidas;
- dureza e usinabilidade ajustadas;
- resistência mecânica otimizada.
Durante a fundição, a transição do estado líquido para o sólido induz a formação de tensões internas no metal. Essas tensões podem propiciar pontos de fragilidade, causar deformações inesperadas ou levar à ocorrência de falhas estruturais nas peças.
Processos como usinagem e moldagem também exigem um metal mais dúctil e, igualmente, introduzem tensões residuais. Essas tensões acumuladas precisam ser gerenciadas criteriosamente.
É aqui que o tratamento térmico é essencial, pois reorganiza a estrutura atômica do metal e alivia as tensões acumuladas.
Quais os tipos de tratamento térmico?
Existem diversos tipos de tratamento térmico, cada um com objetivos e resultados específicos. Dependendo das necessidades de resistência, dureza ou ductilidade do material, um método pode ser mais indicado sobre o outro.
Continue acompanhando para explorar os tipos de tratamento térmico e suas aplicações.
Recozimento
O recozimento é um procedimento que aquece o material acima de sua temperatura crítica (no caso do aço, acima de 723°C) e mantém esse calor por um período antes de submeter a peça a um resfriamento lento.
A técnica refina a estrutura do grão do metal, aumentando sua ductilidade e diminuindo sua dureza – o que facilita os processos subsequentes, como usinagem ou moldagem.
Alívio de tensões
Assim como o nome sugere, a técnica de alívio de tensões ajuda a minimizar as tensões internas que surgem em metais após processos como soldagem, usinagem ou mesmo em função de tratamentos térmicos anteriores.
O procedimento acontece assim: aquece-se o material a uma temperatura inferior à de transformação, seguido de um resfriamento uniforme.
Normalização
O processo de normalização envolve o aquecimento do metal acima de sua temperatura crítica, seguido de um resfriamento ao ar em temperatura ambiente.
Nesse caso, o objetivo é refinar a estrutura granular do metal, uniformizando e melhorando suas propriedades mecânicas e sua capacidade de resposta a tratamentos térmicos subsequentes.
Têmpera
Seguindo adiante, a têmpera também consiste em aquecer o material até uma temperatura acima de seu ponto crítico e, em seguida, resfriá-lo rapidamente, nesse caso em líquidos como:
Esse tratamento cria uma estrutura mais dura e resistente ao desgaste, mas também pode tornar o metal mais quebradiço. Por isso, é comumente seguido por um processo de revenimento para ajuste de propriedades.
Revenimento
Como dito anteriormente, após a têmpera, é bastante comum aplicar o revenimento para reduzir a fragilidade das peças.
Nesse caso, o metal é aquecido a uma temperatura inferior à utilizada na têmpera, mas acima da temperatura ambiente, e depois resfriado lentamente.
O processo ajusta a dureza, aumenta a tenacidade e alivia as tensões internas, equilibrando resistência e ductilidade.
Cementação
Por fim, a cementação é uma forma de tratamento térmico no qual a superfície do metal é enriquecida com carbono ao ser exposto a um ambiente carburante a altas temperaturas.
Como resultado, se tem uma superfície extremamente dura e capaz de resistir ao desgaste, mantendo o interior do metal mais macio e flexível.
Para que servem os tratamentos térmicos?
A indústria metalúrgica opera com processos de fabricação extremamente precisos e rigorosos, sempre pautados e regulamentados por normas técnicas de segurança – nacionais e internacionais.
Isso é importante porque os metais são aplicados em contextos, que, em diferentes escalas, oferecem riscos tanto ao ser humano quanto à natureza.
Por isso, processos como o tratamento térmico visam melhorar as propriedades dos metais, como dureza, resistência e tenacidade.
Tudo isso também contribui para que os produtos finais sejam precisos, eficientes e seguros. Isso vale para uma pequena latinha de refrigerante, e também para os grandes tubos de aço utilizados na indústria petroquímica.
Em resumo, os tratamentos térmicos servem para controlar e otimizar as propriedades dos metais, permitindo que eles sejam utilizados em uma diversidade de aplicações.
Quais materiais podem passar pelo tratamento térmico?
Os materiais que comumente passam por tratamentos térmicos são, em grande parte, metais e suas ligas. Entretanto, cada tipo de material pode requerer um tratamento específico, dependendo de sua composição e das propriedades que se deseja melhorar.
A seguir, listamos alguns dos materiais mais submetidos a esses processos:
- Aço carbono: um dos materiais mais tratados termicamente para melhorar a dureza, resistência ao desgaste e resistência à fadiga;
- Aços liga: têm elementos adicionados para proporcionar propriedades desejadas, como resistência à corrosão e à alta temperatura;
- Ferro fundido: passa por tratamento para melhorar a usinabilidade, a dureza e a resistência mecânica;
- Metais não-ferrosos: alumínio, cobre, magnésio e suas ligas também podem ser tratados termicamente para aprimorar características como dureza e força;
- Ferramentas de corte e moldes: materiais empregados para ferramentas de corte e moldes geralmente são tratados para manter a afiação e a resistência ao desgaste;
- Peças de máquinas e motores: componentes sujeitos a tensões e altas temperaturas são tratados para suportar condições operacionais rigorosas.
Conclusão
Em suma, o tratamento térmico é um processo importante durante grande parte das etapas de produção de itens metálicos. O processo aprimora as propriedades dos metais, sem alterar sua forma final.
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