Recozimento do Aço
① Ajustar a dureza para operações de usinagem. Se a peça for muito dura, não pode ser cortada; se for muito macia, a quebra de cavacos se torna difícil durante o corte. Tipicamente, uma faixa de dureza de
170–250 HB é adequada para usinagem geral.
② Eliminar a tensão interna residual para evitar deformação ou rachaduras de peças de aço durante o processamento ou tratamento térmico subsequente. A tensão interna residual é gerada na superfície e no interior da peça durante os processos de conformação em branco (como fundição, forjamento, soldagem) ou usinagem. Essa tensão se redistribuirá durante o processamento subsequente da peça, levando à deformação ou rachaduras.
③ Refinar o tamanho do grão, melhorar a microestrutura, aprimorar as propriedades mecânicas e preparar a estrutura para o tratamento térmico final.
2. Classificação dos Processos de Recozimento
- Recozimento acima da temperatura crítica (Ac1, Ac3)
Esta categoria inclui recozimento completo, recozimento incompleto, recozimento esferoidizante e recozimento por difusão.
- Recozimento abaixo da temperatura crítica
Exemplos incluem recozimento de recristalização e recozimento de alívio de tensões.
3. Processos Comuns de Recozimento
Um tipo de processo de recozimento que envolve aquecer a peça lentamente a uma temperatura 30–50°C acima de Ac3, mantendo-a nessa temperatura por um período especificado (imersão) e, em seguida, resfriando-a lentamente. Também é conhecido como recozimento convencional ou recozimento de recristalização.
É chamado de "completo" porque a estrutura do aço pode passar por uma transformação completa de austenitização por meio da recristalização (nucleação e crescimento de grãos).
Limitações: O recozimento completo usa resfriamento lento em forno, o que resulta em um longo ciclo de processo e ocupação prolongada do equipamento. Para melhorar a utilização do equipamento, o recozimento isotérmico é frequentemente usado como substituto.
2) Recozimento Isotérmico
O processo de recozimento isotérmico é o seguinte: aqueça o aço hipoeutetóide a uma temperatura 30–50°C acima de Ac3, e aqueça o aço eutetóide e o aço hipereutetóide a uma temperatura 30–50°C acima de Ac1. Após manter nas respectivas temperaturas por um período apropriado, pare o aquecimento e abra a porta do forno para resfriar rapidamente a peça a uma temperatura específica abaixo de Ar1. Mantenha a peça nessa temperatura até que toda a austenita seja transformada em perlita lamelar — o aço hipoeutetóide também forma ferrita pró-eutetóide, enquanto o aço hipereutetóide também forma cementita pró-eutetóide. Finalmente, resfrie a peça a qualquer taxa, geralmente removendo-a do forno e resfriando-a ao ar.
A temperatura isotérmica não deve ser muito baixa nem muito alta. Se for muito baixa, a dureza após o recozimento será relativamente alta; se for muito alta, o tempo de manutenção isotérmica precisa ser estendido.
O recozimento isotérmico tem o mesmo propósito do recozimento completo. Ele pode encurtar o tempo de permanência da peça no forno e obter uma microestrutura e dureza mais uniformes.
Aplicação: O recozimento isotérmico é usado principalmente para aços de alto carbono e aços de liga com um longo período de incubação. A austenita super resfriada desses aços se transforma muito lentamente na faixa de temperatura de transformação perlítica. Se o recozimento completo for adotado, muitas vezes leva dezenas de horas, o que é muito antieconômico.
Um processo de recozimento esferoidizante envolve aquecer aço eutetóide ou hipereutetóide a uma temperatura 10–20°C acima de Ac1, permitindo que mais partículas de carboneto não dissolvidas se esferoidizem espontaneamente durante a imersão de longo prazo. Após manter por um certo período, o aço é resfriado lentamente para baixo de 600°C e, em seguida, removido do forno para resfriamento ao ar, esferoidizando assim a cementita na perlita.
A microestrutura obtida a partir do recozimento esferoidizante é caracterizada por partículas de cementita granulares dispersas em uma matriz de ferrita, que é referida como perlita esferoidal (ou perlita nodular).
Observação: Se houver carboneto de rede severo presente no aço antes do recozimento esferoidizante, a normalização deve ser realizada primeiro para eliminar a cementita de rede, seguida pelo recozimento esferoidizante. Não fazer isso afetará o efeito de esferoidização.
Refere-se a um processo de tratamento térmico em que a peça é aquecida lentamente com o forno a 500–600&C, mantida nessa temperatura por um certo período, depois resfriada lentamente com o forno para baixo de 200–300°C antes de ser removida do forno. Notavelmente, nenhuma transformação microestrutural ocorre na peça durante este processo.
Propósito: É principalmente aplicável a peças em branco e peças que passaram por usinagem. O objetivo é eliminar a tensão residual em peças em branco e peças, estabilizar as dimensões e a forma da peça e reduzir a tendência de deformação e rachaduras das peças durante a usinagem e o serviço.
Observação: Deve-se notar que o recozimento de alívio de tensões não pode remover completamente a tensão interna, mas apenas eliminá-la parcialmente, neutralizando assim seus efeitos nocivos.
Refere-se a um processo de tratamento térmico que envolve aquecer o aço a uma temperatura relativamente alta abaixo da temperatura do sólito da liga, mantendo-o por um período prolongado (10–15 horas) e, em seguida, resfriando-o lentamente.
É um método de recozimento aplicado a lingotes ou fundidos de aço e ligas não ferrosas (como bronze de estanho, bronze de silício, cuproníquel, etc.).
Propósito: O recozimento homogeneizante promove a difusão em estado sólido de elementos na liga para reduzir a segregação da composição química e a desomogeneidade microestrutural dentro dos tamanhos de grão (segregação intragranular, também conhecida como segregação dendrítica) que ocorrem em lingotes de aço, fundidos de aço ou tarugos fundidos durante a solidificação.
A razão pela qual a temperatura de recozimento homogeneizante é tão alta é acelerar a difusão de elementos de liga e encurtar o tempo de manutenção o máximo possível. A temperatura de recozimento homogeneizante para aços de liga é muito maior que Ac3, normalmente variando de 1050°C a 1200°C.
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