Os quatro pilares de força: compreendendo o recozimento, normalização, endurecimento e temperamento no tratamento térmico

Recozimento

O recozimento pretende suavizar o metal, melhorar sua ductilidade, aliviar tensões internas e refinar sua estrutura de grãos. É frequentemente usado após processos como trabalho frio, usinagem ou soldagem que deixam o metal duro e quebradiço. O processo envolve aquecer o metal lentamente a uma temperatura alta específica, normalmente entre 700 graus Celsius e 900 graus Celsius para aço. O metal é mantido a essa temperatura por tempo suficiente para ficar uniformemente quente e permitir que mudanças internas ocorram. Crucialmente, o resfriamento acontece muito lentamente, geralmente dentro do forno de resfriamento ou enterrado em material isolante como areia. Esse resfriamento lento permite que novos grãos sem deformação se formem e cresçam, impedindo a formação de estruturas duras e quebradiças. O resultado é um metal significativamente mais macio que é mais fácil de usar ou formar, com aumento da ductilidade e resistência, tensão interna reduzida e uma estrutura de grão mais uniforme. As aplicações comuns incluem a preparação de metais trabalhados a frio para processamento adicional, suavizando peças para usinagem, alívio do estresse após soldagem ou fundição e melhorar as propriedades elétricas ou magnéticas em certas ligas.

Normalização

A normalização refina o tamanho dos grãos, melhora a uniformidade da propriedade mecânica, elimina estruturas grossas de processos como fundição ou forjamento e produz um metal um pouco mais forte e mais forte que o recozimento total. Ele compartilha semelhanças com o recozimento na fase de aquecimento. O metal é aquecido acima de sua temperatura crítica e embebido completamente. A diferença definidora é o método de resfriamento. Em vez de resfriamento lento do forno, o metal é removido do forno e deixado esfriar livremente no ar parado. Essa taxa de resfriamento de ar mais rápida, em comparação com o recozimento, resulta em uma estrutura de grão mais fina e uniforme nos aços, normalmente formando pérolas finas. Os resultados incluem um tamanho de grão mais fino e mais consistente, força e dureza um pouco mais altas do que o recozimento, a aprimoramento da usinabilidade sobre o estado fundido ou forjado, boa estabilidade dimensional e propriedades previsíveis. A normalização é frequentemente aplicada para refinar a estrutura de grãos de peças fundidas ou esquecidas, homogeneizar microestruturas após o trabalho a quente, melhorar a usinabilidade em aços de médio-carbono, serve como um tratamento final para componentes estruturais que precisam de força e tenacidade ou preparam aço para os tratamentos de endurecimento subsequentes.

Endurecimento (extinção)

O endurecimento, também conhecido como extinção, concentra -se apenas na obtenção de dureza da superfície máxima e resistência ao desgaste. No entanto, isso tem o custo da extrema fragilidade. O processo envolve aquecer o metal na sua temperatura austenitizante e absorvê -lo. A etapa crítica é o resfriamento rápido ou a extinção. O metal em brasa é rapidamente imerso em um meio, como água, óleo, solução de polímero ou ar. A escolha do meio depende da velocidade de resfriamento necessária e da hardenabilidade do metal. Esse refrigeração rápida prende os átomos de carbono, forçando uma transformação a uma estrutura muito dura, mas altamente tensa e quebradiça, chamada martensita nos aços. As propriedades resultantes são uma dureza muito alta e excelente resistência ao desgaste, mas também fragilidade extrema e altos tensões internas. Consequentemente, as peças endurecidas são quase sempre quebradiças para uso prático e devem sofrer temering. O endurecimento é essencial para aplicações que exigem alta resistência à abrasão, como ferramentas de corte, componentes, engrenagens e placas de desgaste.

Temering

A temperamento é o processo essencial de acompanhamento para o endurecimento. Seu objetivo é reduzir a fragilidade inerente ao metal endurecido, aliviar as tensões internas, melhorar a tenacidade e a ductilidade e alcançar um equilíbrio específico entre força e resistência. Isso envolve sacrificar parte da dureza máxima obtida durante a extinção. A parte endurecida é reaquecida a uma temperatura significativamente abaixo da temperatura crítica mais baixa, geralmente entre 150 graus Celsius e 650 graus Celsius. É mantido nesta temperatura por um tempo especificado e depois resfriado, geralmente no ar. A temperatura de temperamento é o principal fator que controla as propriedades finais. O aquecimento permite que os átomos de carbono se difundam levemente, formando carbonetos finos dentro de uma matriz de martensita temperada, aliviando o estresse e reduzindo a fragilidade. Temperaturas de temperamento mais altas resultam em menor dureza, mas maior tenacidade e ductilidade. Os engenheiros selecionam a temperatura de temperamento para atingir o saldo da propriedade desejado para o aplicativo. As baixas temperaturas retêm alta dureza para ferramentas, temperaturas médias proporcionam boas propriedades da mola e altas temperaturas produzem alta tenacidade para peças estruturais, como eixos e engrenagens. A temperatura é obrigatória após o endurecimento para praticamente todos os componentes de aço para torná -los utilizáveis.