Tratamentos termoquimicos

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Tratamentos Termoquimicos
.Esses tratamentos consistem em promover uma modificação parcial e localizada da composição química na superfície da peça por meio de difusão de elementos como carbono, nitrogênio e boro, a altas temperaturas, visando um aumento da dureza superficial da peça, mantendo o núcleo dúctil
Os processos termoquímicos mais conhecidos são classificados em:
Cementação.Carbonitretação.
Cianetação.
Nitretação.
Boretação.

Cementação: A cementação é um tratamento que consiste em aumentar a porcentagem de carbono numa fina camada externa da peça. 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 docarburante. Quanto mais tempo a peça permanecer aquecida com o carburante, mais espessa se tornará a camada.

Na fase de resfriamento a peca é esfriada lentamente dentro da própria caixa.
Basicamente, o processo consiste em aumentar o teor de carbono de uma fina camada na superfície da peça. Assim, se o aço é de baixo teor de carbono, apenas a camada superficial é endurecida e o interior mantémas características de ductilidade e tenacidade de um aço de baixo teor de carbono. Isso proporciona uma combinação das propriedades desejáveis de resistência ao desgaste e estabilidade estrutural.

Exemplos de reação:
2C + O2 2CO
2CO + 3Fe Fe3C + CO2
Cementação Líquida
Neste processo, as peças são mantidas submersas em um banho de sal fundido a base de cianetoe cloreto de Na, Ba e K.
 
Cementação Gasosa
Neste processo, o responsável pela oferta de carbono é um gás. Normalmente, um gás endotérmico enriquecido com propano.
 
Cementação Sólida
Neste processo, as peças são colocadas em caixas de aço contendo carvão.

Todos os aços cementados devem ser temperados. (A têmpera refere-se a um resfriamento brusco.)
Pode-se temperar de três maneiras:Têmpera simples
Consiste em temperar o material normalmente após tê-lo cementado e resfriado ao ar.
 
Têmpera direta
Consiste em resfriar rápido, diretamente da temperatura de cementação.
 
Têmpera dupla
A partir da temperatura de austenitização do núcleo, para refiná-lo, em seguida na temperatura de austenitização da camada cementada.
Nitretação: Tratamento de endurecimento superficial emque se introduz o nitrogênio na superfície do aço. Aumenta a resistência ao desgaste, resistência à fadiga, resistência à corrosão e a dureza superficial.

A temperatura onde se dá o processo de nitretação é menor que a austenitica (500 a 600 ºC), portanto, sem os problemas de tensões, distorções, e sem necessidade de tratamento posterior.
Reação que acontece na nitretacao:
2NH3 2Nfe + 3H2Mas todo tratamento termoquímico tem suas vantagens e desvantagens. As vantagens da nitretacao é que a temperatura do tratamento é inferior ao da cementacao e as pecas se apresentam nas dimensões e acabamentos finais, porém há algumas desvantagens como a espessura da camada que foi nitretada ser pequena (0,8mm) e o tempo de permanência é relativamente grande (50 a 70 horas).
Principais tipos denitretação:
Nitretação a Gás
Consiste em submeter as peças a ação de um meio gasoso rico em nitrogênio, geralmente amônia. ( Leva em torno de 12 a 90 horas e atingem cerca de 0,2 a 0,7 mm da peca)

Microestrutura do aço AISI 1015 Nitretação gasosa
 
Nitretação em banho de sal (tenifer) ou Liquida
Consiste em submeter as peças num banho de sal fundido à base de cianeto de sódio e potássio.O resfriamento se faz em água até a temperatura ambiente.

 Nitretacao por Plasma
É um processo termoquímico com a finalidade de melhorar a resistência ao desgaste e a fadiga e resistência a corrosão de uma grande variedade de aços.

Ela consiste na introdução simultânea de N e C na superfície da amostra.
Forma-se uma camada composta com espessura de 10-20 μm formada por carbonitreto...
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