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

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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.

Perlita

A + P

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.