Tratamento térmico e endurecimento superficial
Estes processos mudam o que uma peça metálica acabada consegue fazer, não a sua forma. Aquecimento e resfriamento controlados, átomos embebidos na superfície ou milhões de minúsculos impactos deixam as peças mais duras, mais tenazes ou mais duráveis sob cargas repetidas. Geralmente vêm perto do fim do roteiro, depois de a peça ser conformada ou usinada.
A ideia central
A resistência de um metal depende de como seus átomos estão arranjados por dentro, e esse arranjo pode ser mudado sem alterar a forma externa. Pense em um pão: a mesma massa fica macia ou crocante conforme o jeito de assar. O tratamento térmico muda a peça inteira; a cementação muda só uma pele de uma fração de milímetro a poucos milímetros de profundidade; o shot peening comprime a superfície para as trincas de fadiga terem dificuldade de crescer. Três propriedades voltam sempre: dureza (resistência a riscos e desgaste), tenacidade (resistência a trincas sob impacto) e vida em fadiga (quantos ciclos de carga uma peça aguenta).
Os 3 processos deste capítulo
12.1Tratamento térmico (têmpera, revenimento, recozimento)Aqueça, tempere e revenha (ou resfrie devagar) a peça inteiraAbrir a lição
12.2Cementação e nitretaçãoCarbono ou nitrogênio difundido na superfícieAbrir a lição
12.3Jateamento com granalha (shot peening)Superfície martelada por pequenas esferas para ficar comprimidaAbrir a liçãoLado a lado
| Processo | Em uma linha | Ideal para | Tamanho do lote | Precisão |
|---|---|---|---|---|
| 12.1Tratamento térmico (têmpera, revenimento, recozimento) | Aqueça, tempere e revenha (ou resfrie devagar) a peça inteira | Deixar o aço duro e tenaz, ou macio para usinagem | De peças únicas a linhas contínuas | A forma é mantida; leve distorção, muitas vezes retificada depois |
| 12.2Cementação e nitretação | Carbono ou nitrogênio difundido na superfície | Engrenagens e eixos: uma pele dura sobre um núcleo tenaz | Lotes de forno de centenas a milhares | Nitretação: dentro de centésimos de mm; cementação: leve distorção |
| 12.3Jateamento com granalha (shot peening) | Superfície martelada por pequenas esferas para ficar comprimida | Molas, engrenagens, peças de turbina que sofrem cargas repetidas | De peças únicas a milhões de molas | Forma essencialmente inalterada |
Como escolher dentro desta família
- A peça inteira precisa ser dura ou resistente de ponta a ponta: tratamento térmico (têmpera e revenimento).
- A peça precisa ser macia para ser usinada ou dobrada primeiro: recozimento e, depois, temperar se for preciso.
- A superfície precisa resistir ao desgaste enquanto o núcleo resiste ao impacto: cementação.
- A distorção precisa ser mínima: nitretação em vez de cementação.
- A peça falha por fadiga (trincas após muitos ciclos): adicione shot peening, muitas vezes após o endurecimento.
Palavras-chave
- Dureza
- resistência a riscos, amassados e desgaste.
- Tenacidade
- capacidade de absorver um impacto sem trincar.
- Têmpera
- resfriamento rápido em água, óleo ou polímero que fixa a dureza.
- Revenimento
- reaquecimento suave após a têmpera que troca um pouco de dureza por tenacidade.
- Recozer
- aquecer e depois resfriar muito devagar, o que deixa o metal macio.
- Camada cementada (case)
- a pele externa endurecida de uma peça cementada.
- Tensão residual de compressão
- uma compressão deixada dentro da superfície que mantém as trincas fechadas.
- Fadiga
- trincamento lento sob muitas cargas repetidas, mesmo pequenas.
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