Os 4 Tipos de Lingotes de Aço de Tratamento Térmico

No nosso último post de blog, cobrimos as três etapas de tratamento térmico que incluem aquecer o metal a uma temperatura definida (a etapa de aquecimento), mantê-lo a essa temperatura por um período de tempo específico (a etapa de imersão), e resfriá-lo até a temperatura ambiente com um método que depende do tipo de metal e das propriedades desejadas (a etapa de resfriamento). Neste posto, vamos cobrir os quatro tipos básicos de tratamento térmico que o aço sofre hoje: recozimento, normalização, endurecimento e têmpera.

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Kloeckner trabalha com uma gama de parceiros de tratamento térmico de aço para fornecer aos nossos clientes peças de qualidade que correspondem às suas especificações. Oferecemos produtos chave-na-mão, tratados termicamente do nosso stock nacional de chapas, barras e chapas.

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Aço de Tratamento Térmico: Recozimento

A finalidade do recozimento é fazer o oposto de endurecimento. Você recoza metais para aliviar tensões, amaciar o metal, aumentar a ductilidade e melhorar suas estruturas de grãos.

Sem um estágio de pré-aquecimento apropriado, a soldagem pode levar a um metal com temperaturas irregulares, mesmo áreas fundidas próximas a áreas que estão em temperatura ambiente. Nessas circunstâncias, a soldadura pode tornar o metal mais fraco: à medida que a solda se torna mais fria, as tensões internas desenvolvem-se ao lado de pontos duros e quebradiços. O recozimento é uma forma de corrigir problemas comuns como estes e aliviar tensões internas.

Aço de recozimento

Para aços de recozimento e outros metais ferrosos produzirem o mais alto nível de ductilidade, é necessário aquecer o metal lentamente até à temperatura apropriada, mergulhá-lo, e depois deixá-lo arrefecer lentamente enterrando-o em algum tipo de material isolante ou simplesmente desligando o forno e deixando tanto o forno como a peça arrefecerem lentamente juntos.

A quantidade de tempo que se deixa o metal mergulhar depende tanto do seu tipo como da sua massa. Se for aço com baixo teor de carbono, será necessária a temperatura de recozimento mais alta possível e, conforme o teor de carbono aumenta, sua temperatura de recozimento irá diminuir. Para mais informações sobre recozimento, você pode rever nosso guia de recozimento para uma explicação mais longa.

Aço de tratamento térmico: Normalização

O objectivo da normalização é remover quaisquer tensões internas do tratamento térmico, maquinagem, forjamento, moldagem, soldadura, ou fundição. A falha do metal pode resultar de tensões não controladas, portanto a normalização do aço antes de qualquer endurecimento pode ajudar a garantir o sucesso dos projetos.

Qual é a diferença entre recozimento & Normalização?

Normalização só se aplica a metais ferrosos como o aço. Mas há outra diferença chave no processo de tratamento térmico: ao normalizar, após o metal ser aquecido a uma temperatura mais alta, ele é resfriado a ar após a remoção do forno.

Aço normalizado é mais forte que o aço recozido. Com alta resistência e alta ductilidade, é mais resistente do que o aço recozido. Se a peça metálica precisa resistir a impactos ou ter a máxima tenacidade para resistir a tensões externas, geralmente recomenda-se que seja normalizada em vez de recozida.

Desde que os metais normalizados sejam arrefecidos a ar, a massa do metal é um determinante chave da taxa de arrefecimento e do nível de dureza da peça resultante. Durante a normalização, as peças mais finas arrefecem mais rapidamente no ar e tornam-se mais duras do que as peças mais grossas. Mas, com o recozimento e o arrefecimento do forno, a dureza das peças grossas e finas será comparável.

Aço de Tratamento Térmico: Endurecimento

A intenção do endurecimento não é apenas endurecer o aço, mas também torná-lo mais forte. Infelizmente, não existem apenas plusses para o endurecimento. Embora o endurecimento aumente a resistência, também diminui a ductilidade, tornando o metal mais quebradiço. Depois de endurecer, você pode precisar temperar o metal para remover alguma fragilidade.

Para endurecer a maioria dos aços, você usaria os dois primeiros estágios de tratamento térmico (calor lento seguido por um tempo especificado para uma temperatura uniforme), o terceiro estágio é diferente. Quando você endurece os metais, você os esfria rapidamente mergulhando-os em água, óleo ou salmoura. A maioria dos aços requer um resfriamento rápido, chamado têmpera, para ser endurecido, mas há alguns que podem ser resfriados com sucesso ao ar.

Como as ligas são adicionadas ao aço, a taxa de resfriamento que é necessária para endurecer diminui. Há um revestimento prateado para isso: a taxa de resfriamento mais lento diminui o risco de rachaduras ou deformações. A dureza do aço carbono depende do seu teor de carbono: até 0,80% de carbono, a capacidade de endurecer aumenta ao lado do teor de carbono. Além de .80%, você pode aumentar a resistência ao desgaste devido à formação de cimentos duros, mas não pode aumentar a dureza.

Quando você adiciona ligas ao aço para aumentar sua dureza, você também aumenta a capacidade do carbono de endurecer e fortalecer. Isso significa que o teor de carbono necessário para produzir o maior nível de dureza é menor em aços ligados versus aços de carbono simples. Como resultado, os aços ligados normalmente oferecem melhor desempenho do que os aços ao carbono planos. .

Quando o aço carbono é endurecido, o aço deve ser resfriado a menos de 1000°F em menos de um segundo. Mas, uma vez adicionadas ligas ao aço e aumentada a eficácia do carbono, aumenta-se esse limite de tempo para além de um segundo. Isso permite selecionar um meio de têmpera mais lenta para obter a dureza especificada.

Tipicamente, os aços ao carbono são tintos em salmoura ou água, enquanto os aços de liga são tintos em óleo. Infelizmente, a têmpera é um processo que produz tensões internas elevadas e, para aliviar o aço, uma opção é temperá-lo. Mesmo antes de a peça ficar fria, retira-se do banho de têmpera a uma temperatura de 200°F e deixa-se arrefecer ao ar. A faixa de temperatura desde a temperatura ambiente até 200°F é chamada de “faixa de rachadura”, e você não quer que o aço no meio de têmpera passe por ele. Leia para saber mais sobre têmpera.

Heat Treatment Steel: Temperamento

Depois de endurecer um metal, seja pela caixa ou pela chama, e introduzir tensões internas após o rápido arrefecimento inerente ao processo, o aço é frequentemente mais duro do que o necessário e demasiado quebradiço. A resposta pode ser temperar o aço para reduzir essa fragilidade e remover ou aliviar as tensões internas.

Têmpera durante a têmpera, você:

• Aquecimento do aço a uma temperatura inferior à sua temperatura de têmpera
• Prenda o aço a essa temperatura durante um período especificado
• Cool the steel, tipicamente em ar parado

Se isto lhe soa familiar, você está certo! O revenimento consiste nas mesmas três fases do tratamento térmico. A principal diferença é a temperatura da têmpera e o seu efeito na dureza, força e, claro, ductilidade.

Quando se têmpera uma peça de aço, reduz-se a dureza que foi causada pelo endurecimento e desenvolve-se certas propriedades físicas. A têmpera segue sempre a têmpera e, embora reduza a fragilidade, também amolece o aço. Infelizmente, o amolecimento do aço com a têmpera é inevitável. Mas, a quantidade de dureza que irá perder pode ser controlada com base na temperatura durante a têmpera.

Embora os outros processos de tratamento térmico de recozimento, normalização e endurecimento incluam sempre temperaturas acima do ponto crítico superior do metal, o revenimento é sempre feito a temperaturas abaixo dele.

Ao reaquecer o aço que foi endurecido, você começa o revenimento a 212°F e continua até se aproximar do ponto crítico inferior. Para selecionar a dureza e força que você gostaria, você pode pré-definir a temperatura de têmpera. O mínimo para a têmpera deve ser de uma hora se a peça tiver menos de uma polegada de espessura; se tiver mais de uma polegada de espessura, você pode adicionar mais uma hora para cada polegada adicional de espessura.

A taxa de resfriamento da têmpera não tem efeito sobre a maioria dos aços. Depois de remover uma peça de aço do forno de têmpera, você tipicamente a esfriará em ar parado, assim como faria no processo de normalização. Mas, como em todos os diferentes processos de tratamento térmico, há algumas diferenças que estão além do escopo deste post de blog.

Se você está interessado em têmpera, saiba que a têmpera alivia as tensões internas da têmpera, reduz a fragilidade e a dureza, e pode na verdade aumentar a resistência à tração do aço temperado, pois ele é temperado até uma temperatura de 450°F; além de 450°F, a resistência à tração diminui.

Kloeckner trabalha com uma gama de parceiros de aço de tratamento térmico para fornecer aos nossos clientes peças de qualidade que correspondam às suas especificações. Oferecemos produtos chave-na-mão, tratados termicamente de nosso estoque nacional de chapas, barras e chapas de inventário. Por favor, contacte a Kloeckner Louisville ou ligue para (678) 259-8800 para as suas necessidades de tratamento térmico.

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