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Os tratamentos termoquímicos

Os tratamentos termoquímicos

Turma 6821 Arthur Galvão, Fábio Borges, Israel Lima e Vitor Alex

Tratamentos Termoquímicos?
“são os tratamentos que visam o endurecimento superficial dos aços, pela modificação parcial da sua composição química e aplicação simultânea de um tratamento térmico” Vicente Chiaverini (modificado) Os tratamentos termoquímicos sãotambém conhecidos como tratamentos de endurecimento superficial (que é sua principal finalidade) A modificação da composição química se dá por difusão termoquímica de elementos na superfície do aço como: carbono, nitrogênio e boro, entre outros. Pode ser usado também pra adquirir propriedades como resistência à fadiga, à corrosão e à oxidação em altas temperaturas

Tratamentos Termoquímicos!Necessidade: Uma peça com uma boa resistência ao choque e dureza elevada na superfície e um núcleo dúctil e tenaz Problema: Incompatibilidade de propriedades nos aços carbonos Resolução: A dureza importante é a dureza superficial. Portanto endurece a superfície mantendo o núcleo tenaz Processo da resolução: Tratamentos Termoquímicos, conhecidos como tratamento de endurecimento superficial

Tipos deTratamentos Termoquímicos
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Cementação (C) Nitretação (N) Cianetação (CN) (CNX) Carbonitretação (C + N)(C >N) Nitrocarbonetação (C + N) (N >C) Boretação (B) Tratamentos Termorreativos (CX + NX + CyNzX) (V, Nb, Ta, Cr , W e Mo)

Difusão Termoquímica?
“é a matéria sendo transportada através da matéria”
No caso da ligas a difusão é realizada concomitantemente pela: •Superfície • Contorno de Grão • Através do volume sólido (Grão) Dentro dos grãos a movimentação dos átomos se dá: • Através dos defeitos na rede cristalina • Através dos interstícios • Forçosamente substituindo átomos

Difusão Termoquímica?
Difusão Termoquímica recebe este nome pois a energia de ativação é térmica:

Q volume (grão) > Q contorno de grão > Q superfície

Facilidade de difusão éinversamente proporcional a maior quantidade de energia de ativação (coeficiente de difusão)

Fotomontagem da Cementação

Cementação ou Carbonetação
Definição: Introdução de Carbono na superfície do aço de modo que quando depois de temperado tenha uma superfície mais dura. Mais empregado; Mais antigo (Romanos); Seguido por têmpera (produzindo Martensita) Tipos Cementação: • A alta temperatura •Sólida ou “em caixa” • Liquida • Gasosa • Vácuo • Plasma ou Iônica Análise da camada cementada: • Concentração de carbono antes do tratamento (-C) (+C) • Tempo do tratamento (+t) (+C) • Temperatura (+T) (+C) • Agente Carbonetante (Facilidade de fornecer carbono) • Velocidade de Fornecimento do Agente Carbonetante (Vcontr) (+C)

Cementação à alta temperatura

Reações Fundamentais Cementação ouCarbonetação 2 CO + 3 Fe
Gás carbônico Gás Metano

 Fe3C + CO2  Fe3C + 2 H2

CH4 + 3 Fe

Cementação ou Carbonetação
Tratamentos Térmicos na cementação: • Normalização (Anterior) (Para permitir Usinagem -Retificação) • Têmpera (Posterior) (Transformação em Martensita – Microconstituinte mais duro) Profundidades da camada difusa • Em média 0,8 a 1,0%C (t, T)

Cementação Sólida ou emCaixa
Carvão + O2 Carvão + CO2

 CO2  CO
gás tóxico e muito venenoso (250X)(CO>O2)

BaCO3 + Carvão  BaO + CO + Energia
substância ativadora (ou outros carbonatos)

[(C) + 3Fe  Fe3C ]

[2 CO + 3Fe  Fe3C + CO2]

Cementação Sólida ou em Caixa
Substâncias carbonáceas são sólidas portanto cementação sólida Misturas carburizantes: carvão de madeira;aglomerado com 5% à 20% de óleocomum ou óleo de linhaça; uma substância ativadora (50% à 70% de carbonato de bário)

Cementação Sólida ou em Caixa
• Utilização de grande variedade de Fornos • Precisam de resfriamento lento após a cementação • Dificuldade de desempacotamento das peças • Processo de cementação mais lento • Temperaturas usuais: 815 a 955°C (às vezes 1095°C) • Profundidade da camada cementada (0,6 a 6,9mm) •...
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