Processos térmicos

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Cementação

Muitas peças de mecânica necessitam ter elevada dureza externa para resistirem ao desgaste; entretanto, internamente precisam permanecer “moles”, para suportarem solavancos. Essas peças geralmente são em aço de baixa porcentagem de carbono e recebem um tratamento denominado cementação.
A cementação é um tratamento que consiste em aumentar a porcentagem de carbono numa fina camadaexterna da peça. 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, 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 maistempo 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.

Fases da cementação
1ª Fase: Aquecimento
Cementação em caixa: As peças são colocadas em caixas juntamente com o carburante, fechadas hermeticamente e aquecidas até atemperatura
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 própriacaixa. Após a cementação as peças são temperadas.











Nitretação

É um processo que a exemplo da cementação também altera a composição da camada superficial do aço. Ao contrário da cementação, a camada nitretada não necessita ser temperada, pois os nitretos que se formam já possuem dureza elevada. Com isso não há empenamento. Além disso, a nitretação é feita na faixa detemperatura entre 500° e 600° C, diminuindo a possibilidade de empenamentos por transformação de fase.
Entre as vantagens da nitretação podemos citar as seguintes: alta dureza com alta resistência ao desgaste; alta resistência à fadiga e baixa sensibilidade ao entalhe; melhor resistência à corrosão e alta estabilidade dimensional Em princípio qualquer aço pode ser cementado, entretanto, a composiçãopoderá fazer variar a dureza final da camada nitretada, como é o caso de aços que possuem alumínio, cromo, vanádio e molibdênio que apresentam uma dureza final maior. A camada nitretada tem menor espessura do que a cementada, raramente ultrapassando 0,8 mm, caso contrário os tempos seriam muito grandes o que torna o método antieconômico.

Processos de nitretação
Nitretação a gás: Neste processo éutilizada amônia que é injetada no forno aquecido geralmente a 510° C. Nesta temperatura a amônia se dissocia de acordo com a seguinte equação: 2NH3 2N + 3H2 Esta reação libera nitrogênio atômico que difunde para o aço,os tempos de tratamento variam entre 12 e 120 horas. Um dos inconvenientes além do tempo e em função da sua própria demora, é o crescimento que o material sofre enquanto submetidoao tratamento. Esse fato deve ser levado em conta na usinagem à que são submetidas às peças antes da nitretação. Na nitretação a gás, a espessura nitretada raramente ultrapassa a 0,8mm e a dureza superficial obtida é da ordem de 1000 a 1100 vickers.
Nitretação líquida: É um banho semelhante ao utilizado na cementação líquida. Neste banho, teremos cianeto de sódio ou potássio, carbonato de sódio oupotássio e cloreto de potássio ou de sódio. Este banho contém entre 30 e 40% de cianeto. Normalmente a temperatura utilizada situa-se entre 550° e 570° C. Nesta temperatura não ocorre a reação de cementação e, portanto teremos apenas a adição de nitrogênio ao aço. Os tempos são curtos, entre uma e 4 horas. As camadas são geralmente menos espessas que na nitretação a gás. As propriedades...
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