O que é tratamento térmico em metais e quais são suas vantagens?

Você sabia que o tratamento térmico modifica as propriedades físicas e mecânicas do aço, por meio de processos nos quais os metais são aquecidos e resfriados em condições diversas?

Esse processo é fundamental na indústria metalúrgica, uma vez que ajuda a melhorar as propriedades de peças metálicas de aplicações diversas — e essa é só uma das vantagens do tratamento.

Podendo ser de aquecimento ou de resfriamento controlado, além de garantir maior durabilidade para os itens, a depender do projeto em que ele será incorporado, um metal tratado de forma térmica ainda mantém a sua forma final sem alterações.

Não sabe como funciona esse processo e nem quais são seus principais benefícios? A gente te explica!

Sua especialista em tubos de aço carbono, a Tubonasa, traz aqui um conteúdo especial acerca do tratamento térmico dos aços, além dos seus principais tipos.

Para entender melhor para que serve o tratamento térmico e quais os proveitos disso em uma obra, acompanhe nosso guia completo!

Boa leitura.

O que é tratamento térmico?

Processos de tratamentos térmicos são definidos como ações de aquecimento e resfriamento de peças de aço.

Aqui, a depender da finalidade do item, a peça vai ser submetida a condições específicas de temperatura e resfriamento controlados, além de velocidade e atmosfera, com o objetivo de alterar suas características originais.

Assim, a peça de aço vai adquirir outras propriedades, que serão úteis conforme a demanda na qual ela será inserida.

Qual a diferença entre o tratamento térmico e o termoquímico?

Com uma pequena distinção quando comparado ao térmico, o tratamento termoquímico também trabalha com aquecimento e resfriamento das peças.

Porém, além dessa etapa, o tratamento termoquímico também modifica a composição química da camada superficial da peça, como a sua nomenclatura sugere.

Esses tratamentos podem ser de:

• – nitruração;

• – nitretação;

• – boretação;

• – cianetação;

• – cementação;

• – carbonitretação.

Para que serve o tratamento térmico em metais?

Existem uma série de aplicações do tratamento térmico dos metais, mas três direcionamentos principais são as mais utilizadas na indústria.

Os aços são tratados para três finalidades: 

• – amolecer, ou seja, reduzir a dureza e melhorar a tenacidade;

• – endurecer, para aumentar a resistência mecânica;

• – modificar propriedades do material, maximizando a vida útil do aço e outras propriedades.

Ainda, o processo de tratamento térmico do metal serve para:

• – reduzir a dureza;

• – melhorar a usinabilidade;

• – ajustar a textura bruta de fusão;

• – alterar características elétricas e magnéticas;

• – modificar propriedades mecânicas como resistência, ductilidade, entre outras;

• – remover gases e tensões decorrentes de tratamentos mecânicos a frio ou a quente;

• – eliminar efeitos de tratamentos térmicos ou mecânicos aos quais o aço tenha sido submetido previamente.

Tipos de tratamento térmico e como funcionam

Como mencionamos, existem diversas formas de realizar processos de tratamentos térmicos de metais diversos, da mesma maneira como se categoriza o tratamento termoquímico.

Cada um desses tipos conta com uma operação com resultados diferentes, e a sua aplicação vai depender do objetivo final com determinada peça de metal.

Confira abaixo as principais formas de aquecimento e resfriamento de metais:

Carbonitretação

Este processo de tratamento térmico, empregado em aços não ligados ou de baixo carbono, utiliza camadas de carbono e nitrogênio de pequena a média profundidade (entre 0,05 e 0,60 mm). 

Ainda, a carbonitretação ocorre em temperaturas entre 800°C e 880°C.

Nitretação

Nesse tipo de tratamento, o aço vai ser aquecido a uma temperatura que pode passar dos 500 ºC, em associação com o gás nitrogênio.

A aplicação desse gás no processo de nitretação vai conferir à peça uma camada elevada de dureza, trazendo maior resistência ao item

Logo, seu principal objetivo é fornecer aço com dureza de alto nível, que pode ser um fator fundamental para determinadas aplicações industriais ou da construção civil.

Têmpera

Têmpera é um processo obtido em temperaturas diferentes: este processo aumenta a dureza e resistência do aço e se dá em duas etapas: aquecimento e esfriamento rápido.

Em suma, existem dois tipos de têmpera, conferindo princípios e variações distintas para a aplicação desse tipo de tratamento térmico.

Neste tratamento térmico, o aquecimento é superior a 727ºC e, na segunda etapa da têmpera, ocorre o resfriamento brusco em água ou óleo.

Confira as definições logo abaixo:

Austêmpera

Essa é uma forma de tratamento para aços que possuem alto teor de carbono, e que tem como objetivo se tornar uma peça com dureza mais baixa — as denominadas bainitas.

Aqui, o metal é aquecido ao nível acima da zona crítica, e depois resfriado em duas etapas.

Martêmpera

Também conhecida como têmpera interrompida, a martêmpera é uma modalidade de tratamento para aços de alta liga.

O objetivo desse processo é garantir uma peça de aço na sua fase de martensita, e que possua uniformidade de grãos.

Cementação

Este tratamento térmico permite enriquecimento com carbono da superfície de um aço de baixo carbono. 

A cementação é feita a gás, líquidos e outras substâncias.

Alívio de tensão

O alívio de tensão ajusta discordâncias decorrentes de processos anteriores, que alteram a microestrutura do aço e comprometem macro tensões de natureza elástica, uma vez que a peça pode empenar, torcer ou até trincar.

Este processo ocorre na fase inicial do recozimento térmico, que veremos alguns tópicos adiante. 

A temperatura se dá entre 600°C e 680°C, e o resfriamento deve ocorrer lentamente.

Normalização

Facilitador para a usinagem de peças, a normalização diminui a granulação do aço, refinando sua estrutura e conferindo melhores propriedades quando comparado ao recozimento. 

Este processo é realizado em duas etapas: aquecimento em atmosfera controlada e resfriamento ao ar.

Recozimento térmico

O tratamento térmico recozimento consiste no aquecimento uniforme do aço a uma temperatura superior à zona crítica (acima de Ac₃), seguido por um resfriamento gradativo.

Este procedimento tem como finalidade restaurar as propriedades alteradas por um tratamento mecânico ou térmico anterior, refinando as estruturas brutas de fusão. 

A temperatura de recozimento varia de acordo com a composição química do material, de 20 a 50 ºC.

Revenimento

Este processo tem como objetivo aumentar a tenacidade do aço, modificando sua estrutura, e é realizado para atender especificações de dureza do metal.

Beneficiamento

O beneficiamento ajusta o aço como parte de um conjunto de peças, conferindo maior tenacidade à estrutura. 

Este procedimento ocorre nas etapas de têmpera e revenimento.

Solubilização

Neste tratamento, o aço é aquecido até dissolver um ou mais elementos de liga, e é temperado em seguida, para que estes elementos se mantenham em estado sólido, aumentando a dureza e a resistência mecânica do alumínio nas ligas.

Envelhecimento

Esse é um outro nome para o recozimento térmico, e é importante listar esse processo como parte dos tratamentos térmicos disponíveis no mercado justamente para evitar confusões na hora de solicitar orçamentos e contratar serviços.

O envelhecimento, como o outro tratamento similar, é feito com o aquecimento da peça de metal, em uma baixa temperatura (para os padrões de tratamento) por um longo período.

Aqui, as peças apresentam um resultado que conferem a elas muito mais qualidade.

Quais são as vantagens do tratamento térmico em uma obra?

Geralmente associado ao aumento da resistência do metal, o tratamento em caráter térmico é um processo que também melhora a usinabilidade e a conformabilidade do material.

Além disso, ele é capaz de restaurar a ductilidade após resfriamento.

Assim, o tratamento térmico pode auxiliar outros processos de fabricação e também otimizar o desempenho de produtos, aumentando sua resistência ou modificando outras propriedades.

Os aços são adequados para o tratamento térmico, visto que reagem bem a cada um deles, e seu uso comercial oferece um ótimo custo-benefício!

Nos assuntos referentes ao aço, a Tubonasa é especialista no assunto: entre em contato conosco, solicite um orçamento!

Conclusão

E então, agora está tudo certo acerca do que é o tratamento térmico para peças de metal variadas, bem como a sua aplicação e vantagens diversas?

Esse procedimento mudou completamente a forma como as peças de metal são fabricadas e aplicadas nos mais variados tipos de projetos e nas mais diversas segmentações, desde a indústria até a construção civil.

Por isso, é completamente comum ver aços tratados de forma térmica em obras no geral.

Considerando que os itens passam a ter muito mais qualidade, durabilidade e resistência, o tratamento feito em modalidades térmicas se torna indispensável para que a sua obra seja um empreendimento de qualidade e segurança!

Esperamos que esse artigo tenha ajudado você — não deixe de compartilhar com outras pessoas que possam se interessar!

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