Cementação Líquida Banhos de Sais:

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A Cementação líquida é um processo termoquímico de introdução de carbono no aço a partir de sais ricos em carbono. Os aços a serem cementados devem possuir baixo teor de carbono, de modo que, quando aquecidos à temperatura de austenitização, o carbono do meio líquido possa reagir e difundir na superfície das peças.

A superfície do aço fica enriquecida de carbono, até profundidade perfeitamente pré-estabelecida, permitindo assim sua têmpera posterior no mesmo equipamento, para aumento de dureza superficial e resistência ao desgaste.

As peças submetidas a grandes solicitações já são cementadas há várias dezenas de anos em banhos de sais. A cementação, que consiste num enriquecimento superficial de carbono, é ainda hoje o tratamento termoquímico mais utilizado para se obter peças de aço com superfícies que suportem elevadas pressões e que sejam resistentes ao desgaste, mantendo ao mesmo tempo o núcleo dúctil. Para se alcançar profundidades de cementação, em tempos economicamente viáveis, os banhos de cementação contêm, além dos elementos fornecedores de carbono, os chamados ativadores, que são produtos que aceleram a reação de cementação. Esses ativadores aumentam não somente a velocidade de cementação como também a oferta de carbono e a velocidade de transporte do carbono do meio líquido para a superfície das peças.
Nos processos de cementação que utilizam o "Sistema MONOSSAL" a composição do sal de reposição já é ajustada de forma a manter sempre a proporção correta de ativador no banho cementante, indepententemente da quantidade adicionada, e em função disto fornecer um potencial de carbono dentro de limites estreitos e pré-determinados, com grande repetibilidade. Este sistema reduz bastante o risco de desbalanceamento dos banhos em função de possíveis erros operacionais. Dispomos de monossais desenvolvidos para diversas necessidades de cementação.

Nos processos de cementação que utilizam o "Sistema de 2 SAIS", é necessário adicionar-se, em proporções corretas, tanto o sal fornecedor de carbono, como o sal ativador. Como o potencial de carbono destes banhos varia em função da proporção entre o sal ativador e sal fornecedor de carbono, é possível utilizá-los em banhos com diferentes potenciais de carbono.

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Carbonitretação: 

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Entende-se por carbonitretação, o tratamento termoquímico em que se promove o enriquecimento superficial simultâneo com carbono e nitrogênio em peças de aço, visando obter superfícies extremamente duras e um núcleo tenaz, aliados a outras propriedades mecânicas como resistência à fadiga, resistência ao desgaste e resistência à torção. 

A carbonitretação em banho de sal é um tratamento que se enquadra entre a nitretação e a cementação. É por este motivo que a  temperatura da carbonitretação se situa entre as temperaturas destes dois processos. A oferta de nitrogênio, que deverá ser difundido no aço, dependerá da composição do banho e também de sua temperatura. Sabe-se, no entanto, que a oferta de nitrogênio decresce com o aumento da temperatura.

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Têmpera:

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A Têmpera é o tratamento térmico que acompanhado pelo revenimento, produz as estrututuras e propriedades que permitem o emprego do aço em peças de maior responsabilidade e em aplicações críticas na indústria metal-mecânica.

A operação da Têmpera, visa a formação da estrutura martensita.

A operação consiste no resfriamento rápido, a partir da temperatura de austenitização, em meio de grande capacidade de resfriamento, como o óleo por exemplo.

O processo de têmpera consiste em um aquecimento das peças de aço à temperatura de austenitização, seguido de um resfriamento controlado, com o objetivo de obter-se estrutura martensítica. A temperatura de austenitização, a temperabilidade, e a velocidade de resfriamento são determinadas em função da composição do aço, e podem ser obtidas a partir de catálogos dos fabricantes de aço e dos respectivos diagramas TTT (Tempo Temperatura Transformação). A têmpera é normalmente seguida de um tratamento térmico complementar denominado revenimento. Os banhos de sais de têmpera (austenitização) podem ser divididos basicamente em 2 grupos: sem cianeto e com cianeto. Os sais de têmpera isentos de cianeto são recomendados para tratamentos térmicos de aços ferramenta com médios e altos teores de cromo, aços inoxidáveis martensíticos e também para tratamento térmico de aços rápidos. A INDUSTRAT possui sais adequados a diversas necessidades de têmpera. Já os sais de têmpera com cianeto são recomendados para tratamentos térmicos em que uma pequena cementação ou descarbonetação da superfície das peças não é prejudicial.

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Recozimento:

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Recozimento é um tratamento térmico realizado com a finalidade de alcançar um ou mais dos seguintes objetivos: remover tensões devidas a tratamentos mecânicos a frio ou a quente, diminuir dureza para melhorar usinabilidade de aços, alterar propriedades mecânicas como resistência, ajustar o tamanho de grão, etc. Dependendo da temperatura necessária e das especificações das peças, alguns banhos de têmpera também podem ser utilizados para recozimento.

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Normalização:

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A Normalização tem por objetivo refinar e homogeneizar a estrutura do aço, conferindo propriedades superiores às do recozimento. O resfriamento após a austenitização, é geralmente feito ao ar.

A normalização melhora as características de usinagem, modifica e refina estruturas dendríticas fundidas e confere ao aço melhores condições para a têmpera posterior.

Dependendo do teor de carbono do aço, a Normalização gera estruturas constituídas de ferrita + perlita fina.

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Resfriamento:

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A escolha do meio de resfriamento adequado depende basicamente do tipo de aço utilizado, e das propriedades mecânicas que se pretende obter. A seguir alguns tipos de tratamento que utilizam banhos de sais como meio de resfriamento.

Martêmpera: a martêmpera é indicada quando houver a necessidade de se obter peças com menores variações dimensionais após tratamento térmico. Esse tratamento consiste no aquececimento das peças até completa austenitização, resfriamento brusco até temperatura acima da temperatura de início da transformação martensítica (Mi), manutenção à temperatura por período de tempo que permita a equalização das temperaturas do núcleo e da superfície, seguido de resfrimento posterior ao ar. Dessa maneira as distorções pós-têmpera são minimizadas e as propriedades obtidas são as decorrentes da estrutura martensítica. A temperatura utilizada no primeiro resfriamento (banho de sal) depende diretamente do material a ser tratado e da geometria das peças a serem martemperadas. A escolha do sal de martêmpera adequado depende principalmente do tipo de aço tratado, da temperatura de austenitização e do meio de aquecimento utilizado. Após a martêmpera as peças devem passar pelo tratamento de revenimento.

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Austêmpera: 

 

A Austêmpera é um tratamento isotérmico indicado para aços de alto teor de carbono, obtendo-se ao final do processo uma estrutura denominada bainita.

O material é aquecido acima da zona crítica, assumindo a fase austenita, e depois resfriado em duas etapas. A primeira etapa é um resfriamento rápido até uma temperatura ligeiramente acima da temperatura da mudança de fase da austenita ↔ martensita (normalmente o material é mergulhado em sal fundido). O material permanece nesta temperatura pelo tempo necessário para completar a mudança de fase austenita → bainita e depois é resfriado até a temperatura ambiente.

Aços Austemperados tem, como principal característica, a associação de elevada dureza com uma maior tenacidade, quando comparados com os aços temperados e revenidos.

A Austêmpera é um tratamento isotérmico utilizado quando se objetiva tenacidade, ductilidade e resistência mecânica, propriedades decorrentes da estrutura bainítica. Esse tratamento consiste de um aquecimento para completa austenitização, e resfriamento posterior realizado em duas etapas, sendo a primeira usualmente em banho de sal até a temperatura de transformação isotérmica da austenita em bainita, seguida de um resfriamento posterior ao ar. A temperatura de transformação isotérmica a ser utilizada depende da composição química do aço empregado e da dureza final desejada, e o tempo nessa temperatura deve ser suficiente para garantir uma completa transformação bainítica. A escolha do sal de austêmpera mais apropriado depende normalmente da menor temperatura necessária para o banho de resfriamento.

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Solubilização:

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Para que essa precipitação aconteça de maneira efetiva é necessário que essas ligas passem por um processo conhecido como Solubilização. Na Solubilização, os elementos que formarão os precipitados são colocados em solução sólida através do aquecimento do material e posterior resfriamento rápido.

Após a Solubilização, essas ligas são dúcteis como se tivessem sido recozidas e podem ser facilmente conformadas.

Existem certas ligas (aços inoxidáveis e não ferrosos) que se caracterizam por poderem ter suas propriedades mecânicas modificadas mediante a precipitação de fases.

O endurecimento é causado pela precipitação de partículas pelo reaquecimento do material solubilizado (em temperaturas inferiores às de Solubilização). O tamanho e distribuição desses precipitados influem nas propriedades finais da liga.

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Revenimento:

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O revenimento é um tratamento térmico realizado posteriormente à têmpera com objetivo de reduzir a fragilidade imposta ao material em decorrência do resfriamento abrupto da têmpera e tensões decorrentes da transformação martensítica. Esse tratamento consiste no aquecimento do material temperado até uma determinada temperatura, permanência nessa temperatura por um determinado período de tempo, e resfriamento posterior que em geral é realizado ao ar, mas em determinados casos deve ser realizado em água. O revenimento em banhos de sais tem sido em diversas ocasiões preferido em função da ótima homogeneidade de temperaturas que proporciona.

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Martêmpera:

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Assim como a têmpera, a Martêmpera visa a formação da martensita, porém em condições de processo um pouco diferentes.

Na Martêmpera o aço é resfriado rapidamente até a temperatura de início de formação martensitica. A partir desse ponto até o que seja ultrapassada a temperatura de transformação total da martensita, a velocidade de resfriamento é diminuída de modo a obter-se uniformização em toda a secção das peças e transformação mais lenta da austenita em martensita.

A Martêmpera também é conhecida como “têmpera interrompida” e é um tratamento que garante menores distorções dimensionais que a têmpera convencional.