RECOZIMENTO EM AÇO PARA MELHORAR PROPRIEDADES
Recozimento
Recozimento é
qualquer tratamento térmico realizado com o objetivo de reduzir ou eliminar os
efeitos da deformação plástica sobre a estrutura de um material metálico.
O processo de
recozimento envolve normalmente três etapas: recuperação, recristalização e
crescimento de grão, que estarão presentes em maior ou menor intensidade
dependendo de alguns fatores que serão discutidos posteriormente.
Na etapa de
recuperação ocorrem todas as mudanças que não envolvem a varredura da estrutura
deformada pela migração de contornos de
grão de alto ângulo. A estrutura deformada não é modificada, apenas a
densidade e a distribuição dos defeitos presentes são alteradas.
Já na
recristalização, a orientação cristalina de qualquer região no material
deformado é modificada pela passagem de contornos de grão de alto ângulo através do material.
Na
recristalização primária ocorre a
nucleação de novos grãos, principalmente nos contornos de grãos deformados.
Devido à elevada energia interna presente no material gerada na deformação, os novos
grãos crescem às custas da estrutura deformada, até eliminá-la completamente.
A continuidade
do recozimento leva ao crescimento de grão, etapa na qual a estrutura já
recristalizada passa a apresentar crescimento anormal de alguns grãos pela
continuação do processo de migração dos contornos de grão.
Essa etapa é
também denominada recristalização secundária e é ativada pela redução de
energia superficial dos contornos de grão, diferenciando-se assim da
recristalização primária.
Também a
energia liberada durante o recozimento, exemplifica a ocorrência das etapas de
recuperação (baixa energia liberada) e recristalização (liberação total da
energia interna). Curvas semelhantes são obtidas para outros materiais
metálicos.
Um conceito
importante refere-se às diferenças entre o recozimento posterior à deformação a
frio, que tem como objetivo fornecer ao material deformado as melhores
características de ductilidade e resistência para continuidade do processo de
conformação e, o recozimento que ocorre simultaneamente à deformação, como nos processos realizados a
quente.
No primeiro
caso (recozimento posterior) as etapas de recuperação e recristalização são
definidas como estáticas e são ativadas apenas termicamente. Já no trabalho a
quente, recuperação e recristalização são denominadas dinâmicas, são
concorrentes à deformação e ativadas tanto térmica quanto mecanicamente.
A ocorrência
estática ou dinâmica das etapas de recuperação e recristalização depende de
fatores como o grau e a taxa de deformação, a temperatura e principalmente da
energia de falha de empilhamento.
Recozimento é
o tratamento térmico realizado com o fim de alcançar um ou mais dos seguintes
objetivos:
Remover
tensões devidas aos tratamentos mecânicos a frio ou a quente;
Diminuir a
dureza de forma a aumentar a usinabilidade do aço;
Alterar as
propriedades mecânicas como resistência, dureza e ductilidade;
Ajustar o
tamanho de grão;
Produzir uma
microestrutura definida;
Eliminar os
efeitos de quaisquer tratamentos térmicos ou mecânicos a que o aço tiver sido
submetido.
Recozimento Total ou Pleno
Consiste no
aquecimento do aço acima da zona crítica, durante o tempo suficiente para a
completa solução do carbono ou dos elementos de liga no Fe , seguido de um
resfriamento muito lento, realizado ou mediante o controle da velocidade de
resfriamento do forno ou desligando-se o mesmo e deixando que a liga resfrie ao
mesmo tempo que ele.
Nessas
condições obtém-se perlita grosseira, com considerável melhora na usinabilidade
dos aços de baixo e médio carbono.
Para aços de
alto carbono, a perlita grosseira não é vantajosa sob o ponto de vista da
usinabilidade preferindo-se uma estrutura diferente, a cementita globulizada ou
esferoidita.
Estas
estruturas podem ser obtidas pelo coalescimento, o qual consiste em qualquer
das seguintes operações aquecimento prolongado de aços laminados ou
normalizados a uma temperatura logo abaixo da linha inferior da zona crítica
A1, também conhecido como recozimento subcrítico aquecimento e resfriamento
alternados entre temperaturas logo acima e abaixo de A1, ou seja, fazer a
temperatura de aquecimento oscilar em torno de A1
.
A temperatura
para recozimento pleno é de mais ou menos 50 ºC acima do limite superior da
zona crítica – linha A3 – para os aços hipoeutetóides e acima do limite
inferior – linha A1 – para os hipereutetóides.
Os
constituintes estruturais que resultam do recozimento pleno são: perlita e
ferrita para os aços hipoeutetóides, cementita e perlita para os aços
hipereutetóides e perlita para os aços eutetóides.
Recozimento Isotérmico ou Cíclico
Consiste no
aquecimento do aço nas mesmas condições que para o recozimento total, seguido
de um resfriamento rápido até uma temperatura dentro da porção superior do
diagrama de transformação isotérmico, onde o material é mantido durante o tempo
necessário a se produzir a transformação completa. Em seguida, o resfriamento
até a temperatura ambiente pode ser acelerado.
Os produtos
resultantes desse tratamento térmico são também perlita e ferrita, perlita e
cementita ou só perlita. A estrutura final, contudo, é mais uniforme que no
caso do recozimento pleno. Além disso, o ciclo de tratamento pode ser encurtado
sensivelmente de modo que o tratamento é muito prático para casos em que se
queira tirar vantagem do resfriamento rápido desde a temperatura crítica até a
temperatura de transformação e desta à temperatura ambiente.
Para peças
grandes o recozimento isotérmico não é vantajoso sobre o recozimento pleno,
visto que a velocidade de resfriamento no centro de peças de grande secção pode
ser tão baixa que torna impossível o seu rápido resfriamento à temperatura de
transformação.
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Recozimento para Alívio de Tensões
Consiste no
aquecimento do aço a temperaturas abaixo do limite inferior da zona crítica.
O objetivo é aliviar as tensões originadas
durante a solidificação ou produzidas em operações de transformação mecânica a
frio, como estampagem profunda, ou em operações de endireitamento, corte por
chama, soldagem ou usinagem.
Essas tensões
começam a ser aliviadas a temperaturas logo acima da ambiente; entretanto é
aconselhável aquecimento lento até pelo menos 500 ºC para garantir os melhores
resultados.
De qualquer
modo, a temperatura de aquecimento deve ser a mínima compatível com o tipo e as
condições da peça, para que não se modifique sua estrutura interna, assim como
não se produzam alterações sensíveis de suas propriedades mecânicas.
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