Hoje no Imersão Mecânica vamos abordar um tema muito interessante. Recentemente iniciamos um conjunto de post’s sobre como é as etapas de fabricação do aço (você pode iniciar sua leitura/estudo clicando aqui). Este post tem a finalidade de explicar como é feito e o porquê é feito tratamentos térmicos superficiais em componentes fabricados a partir do aço. Então sem mais delongas, estamos torcendo para que você aprenda mais um pouquinho conosco e também estamos torcendo para que sua leitura seja leve e descontraída.

Como é escolhido o tipo de tratamento térmico?

Um dos trabalhos do engenheiro mecânico durante a etapa de projeção de componentes é a escolha do material de construção, bem como a determinação se haverá ou não algum tratamento superficial específico. Essa escolha é justificada de acordo com a análise feita dos esforços que o componente projetado sofrerá.
Para suportar os esforços, e prevenir possíveis falhas, o engenheiro estuda meios que previnem a falha de acordo com o melhor Custo/Beneficio. Um desses meios para atingir o objetivo é melhorar as características mecânicas do material, não precisando alterar a geometria ou alterar o tamanho do componente, com isso é obtido economia de custos.

Mas qual característica eu devo priorizar?

Bom, para melhorias de características mecânicas, é importante priorizar resistência mecânica, ductilidade e resistência a fraturas. Contudo, é importante saber em que aplicação o componente será inserido, se for uma aplicação que sofrerá diversos esforços, é importante considerar propriedades de resistência a fadiga, resistência a flexão e resistência a cisalhamento.
Dentre essas propriedades mecânicas exigidas pelo corpo do componente, algumas propriedades específicas podem ser exigidas na superfície do aço, vejamos abaixo algumas dessas características.

Oque é? E quais são os tratamentos superficiais?

Os tratamentos superficiais são realizados quando o componente é submetido a um esforço na superfície e as propriedades do tratamento térmico do corpo não atende completamente.
Assim, como alterar as propriedades mecânicas visa melhor Custo/Beneficio, o tratamento superficial tem o mesmo objetivo. É tido como uma alternativa, para satisfazer solicitações somente na superfície do componente ou quando é necessário manter o núcleo do componente com a melhor combinação entre resistência mecânica e resistência a fratura, mas com uma superfície com uma dureza maior. Alguns tipo de tratamentos superficiais são:
-Cementação
-Nitretacão
-Tempera Superficial

Cementação

A cementação é um processo termoquímico, esse processo tem a finalidade de aumentar a quantidade de carbono na superfície do componente que está recebendo o tratamento. E esse objetivo é muito importante, pois através dele é possível realizar tempera no componente. Em aços com baixo teor de carbono a eficácia do processo de têmpera é baixa, através da cementação, a superfície do componente tem as taxas de carbono elevadas.

O processo de cementação visa cruzar entre resistência ao desgaste e resistência a fratura. Como o tratamento é superficial, o componente por fora é resistente a desgaste devido a adição de carbono e posteriormente  ainda recebe têmpera e revenimento. E como o núcleo não recebe adição de carbono, permanece sendo mais dúctil e tenaz, devido o baixo teor de carbono, com isso, mais resistente a fraturas.

Nitretação

Uma característica comum da nitretação em relação a cementação, é que ambos os processos são realizados em aços com baixo teor de carbono. Entretanto, a nitretação tem particularidades bastantes exclusivas em relação a cementação.

Também é um processo termoquímico, que realiza a introdução de nitrogênio de forma atômica no núcleo da formação atômica do aço, gerando uma saturação na rede cristalina do aço. Com isso gerando uma camada protetora e robusta na parte externa do componente. Uma vantagem da nitretação em relação a cementação é que após o processo de introdução de nitrogênio não se faz necessário a realização de têmpera no componente, e com isso reduzindo os riscos de deformidade.

Têmpera Superficial

Muitos componentes tem a necessidade de que a sua superfície seja endurecido mas também que o seu núcleo continue sendo dúctil e tenaz, justamente para ser resistente aos desgastes e também resistente a fraturas. Diferente da nitretação e da cementação, o processo de tempera superficial não necessita de adições, as mudanças ocorrem realizando o aquecimento da peça para que haja mudanças na estrutura da formação atômica do aço, contudo o aquecimento é somente na superfície do componente e rapidamente resfriado para a têmpera. Desta forma, a transformação ocorre de forma localizada, somente a superfície alterará sua dureza e o núcleo permanecerá dúctil e tenaz.

Alguns componentes recebem esse processo, como por exemplo: eixos, engrenagens, virabrequins entre outros.

Vamos aprender mais

Esse é o nosso convite para você aprender mais com a gente. Nesse post não focamos em valores de temperatura para realização de cada processo, ou explicamos detalhadamente cada processo, mas vamos preparar um conteúdo individual e explicar mais afundo cada um. Esperamos que você através desse post tenha aprendido ou conhecido mais sobre “Tratamento térmico superficial” e compreendido a importância de cada processo. Continua nos acompanhando e siga-nos nas nossas redes sociais, lá temos conteúdos em vídeos. Até mais.