Diagrama Fe-C (parcial) – Áreas de tratamentos térmicos

Figura 2: Diagrama de fase extraído do ferro-carbono

Normalização
Normalização significa, para aços hipereutetóides o aquecimento de aços em temperaturas de 30 à 50 ºC acima do ponto Ac3 e de 30 a 50 ºC para aços hipereutetóides. Dependendo das dimensões da peça a ser tratada, o tempo pode ser aumentado, porém só o necessário para o completo aquecimento de toda a peça. Depois pode ser resfriada ao ar.

Devido ao fato de o aço estar sujeito a duas vezes a transformação _a / y , o material será transformado em uma estrutura uniforme e fina. Portanto, o objetivo da normalização é mudar uma estrutura irregular e de grãos grosseiros em uma estrutura lamelar fina de ferrita-perlita. Assim todas as mudanças estruturais feitas por meio de endurecimento, revenimento, superaquecimento, soldagem ou conformação a quente/frio serão removidos por meio da normalização, mas não consegue remover defeitos definitivos tais como trinca.

Uma passagem rápida da região _a / y favorece a formação de uma estrutura fina.

A normalização é recomendada nos seguintes casos:

• Em caso de uma estrutura não-uniforme, por exemplo depois do superaquecimento ou em caso de lamelas de ferrita e perlita.
• Em caso de grãos grosseiros
• Em caso dos aços fragilizados devido ao envelhecimento
• No caso de todos os aços de construção com uma resistência insuficiente ou abaixo do limite de elasticidade.

Defeitos que ocorrem ao normalizar:

• Superaquecimento
• Tempo de patamar muito longo
• Zonas de ferrita

Alivio de Tensões

O tratamento de alívio de tensões é entendido como o recozimento abaixo de Ac1 com um subsequente resfriamento lento, de modo que as tensões internas serão reduzidas sem influenciar as demais propriedades. Entretanto deve ser notado que um estado completo livre de tensões no material é praticamente inalcançável.

Tensões internas podem ser geradas devido a diferentes dilatações de calor ou devido ao comportamento de encruamento do material, por exemplo, durante a soldagem, solidificação ou têmpera. Devido às tensões internas o material pode ficar destorcido ou até mesmo trincado.

Além disso, as tensões internas dentro da peça de trabalho podem ser aliviadas por deformação plástica. Ao fazer isso, o limite de elasticidade do material reduz abaixo da soma das tensões.

Normalização para grãos grosseiros

A normalização para grãos grosseiros é realizada a temperaturas entre 950 e 1100 ºC com um tempo de patamar de 1 a 4 horas aproximadamente. Devido a um longo período de patamar comparado às altas temperaturas um grão grosseiro de austenita será formado após o resfriamento que leva a uma estrutura ferritico-perlitíca grosseira. A passagem lenta da faixa g /a  favorece a formação de um grão grosseiro.

Normalmente, a formação de grãos grosseiros é combinada com uma baixa dureza e uma indesejável perda de tenacidade. No entanto, este tipo de estrutura é vantajoso para usinagem, já que as limalhas produzidas são muito pequenas, reduzindo assim o efeito de tempera e as forças de corte necessárias.

Recozimento

Recozimento é entendido como o recozimento em baixa temperatura, parcialmente fixo acima de Ac1 ou recozimento cíclico em torno de Ac1 com um posterior resfriamento lento.

O recozimento visa a obtenção de uma condição da estrutura adequada para um tratamento adicional como usinagem ou deformação a frio. O estado ideal da estrutura consiste em grãos finos homogeneamente distribuídos, e carbonetos globulares incorporados em uma matriz ferrítica.

Como os aços com teores de C <0,4% tendem a deslizar durante a conformação ou a usinagem, o uso de normalização para grãos grosseiros é frequentemente recomendada para este tipo de material. Devido à formação da estrutura o recozimento é também chamado de “arredondamento de cementita”.

Solubilização

Solubilização é um tratamento térmico a temperaturas muito elevadas na faixa de 1050 a 1250 °C com um tempo de patamar suficientemente longo (até 50h). Ao fazer isso, as diferenças locais da composição química devido a micro segregações são reduzidas e as heterogeneidades estruturais compensadas. Macro segregações não podem ser compensadas porque não se consegue difusão de longas distâncias. Devido às altas temperaturas durante a solubilização, a formação de grãos grosseiros é inevitável. A estrutura grosseira pode ser removida novamente por meio da normalização.

Recristalização

Durante a deformação a frio todas as partes da estrutura são deformadas plasticamente podendo alongar na direção da deformação (fortalecimento), com um simultâneo acúmulo de tensões internas. Este estado endurecido é caracterizado por um aumento na resistência, com uma redução simultânea da conformabilidade. Devido à esta razão, a deformação de frio não pode ser realizada infinitamente, mas depois de uma certa redução da taxa de recristalização faz-se necessária a fim de restabelecer as propriedades do material original.

Cada metal e cada liga possui uma temperatura de recristalização específica. Acima desta temperatura a estrutura cristalina será reconstruída devido à energia térmica introduzida. A temperatura de recristalização de metais puros pode ser aproximada por:

A temperatura de recristalização depende essencialmente do grau de deformação e dos componentes da liga. Nos aços não ligados a temperatura de recristalização está entre 450 e 600 ° C, nos aços-liga dependendo dos componentes da liga entre 600 e 800 ºC Por meio de recristalização (recristalização primária) os grãos são completamente formados novamente. Acima da temperatura de recristalização pequenos grãos são formados pela recristalização primária e se combinam para formar
alguns grãos grandes. Este processo é chamado de recristalização secundária.

O tamanho de grão obtido por recristalização é, entre outros dependente do grau de deformação: Quanto maior o grau de deformação, mais fino torna-se o grão da estrutura. Em um grau crítico de deformação entre 5 e 20% há muitos poucos núcleos de cristais conduzindo assim a um grão grosseiro indesejado.

Esse texto foi traduzido por alunos da fatec-sp
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