Designação dos estados metalúrgicos do alumínio
'T' – Tratamento térmico (ou seja, para ligas endurecidas por maturação ou envelhecimento) o 'T' será sempre seguido por um ou mais dígitos.
F - Estado bruto para implementação de necessidades avançadas do fabricado.
T1 - Resfriado a alta temperatura durante o processo de conformação e envelhecido naturalmente.
T2 - Resfriado a alta temperatura durante o processo de conformação, trabalhado a frio e envelhecido naturalmente.
T3 - Solução tratada termicamente, trabalhada a frio e envelhecida naturalmente.
T4 - Tratamento térmico em solução e envelhecido naturalmente.
T5 - Resfriado a alta temperatura durante o processo de conformação e envelhecido artificialmente.
T6 - Tratamento térmico em solução e depois envelhecido artificialmente.
T7 - Tratamento térmico em solução e depois envelhecido artificialmente.
T8 - Tratamento térmico em solução, trabalhado a frio e envelhecido artificialmente.
T9 - Tratamento térmico em solução, envelhecido artificialmente e trabalhado a frio.
Recozimento
Recozimento é o tratamento térmico que, em geral, tem como objetivo principal amaciar o aço ou outros metais, regenerar a estrutura dos aços superaquecidos ou simplesmente eliminar as tensões internas que acompanham o trabalho a frio. (Resfriando no forno). Ou seja, eliminar as tensões residuais produzidas durante o trabalho a frio sem afetar as propriedades mecânicas da peça acabada, ou o recozimento pode ser usado para eliminar completamente o endurecimento por deformação. Neste caso, a peça final é macia e dúctil, mas ainda apresenta bom acabamento superficial e precisão dimensional. Após o recozimento, o trabalho a frio adicional pode ser realizado à medida que a ductilidade é restaurada; Combinando ciclos repetidos de trabalho a frio e recozimento, grandes deformações totais podem ser alcançadas.
O termo "recozimento" também é usado para descrever outros tratamentos térmicos. Por exemplo, o vidro pode ser tratado termicamente ou recozido para eliminar as tensões residuais nele presentes. Ferros e aços podem ser recozidos para maximizar suas propriedades, neste caso ductilidade, mesmo quando o material não tenha sido trabalhado a frio.
Existem três etapas consideradas as mais importantes no processo de recozimento:
A microestrutura original trabalhada em baixas temperaturas é composta por grãos deformados que contêm um grande número de discordâncias entrelaçadas entre si. Quando o metal é aquecido pela primeira vez, a energia térmica adicional permite que as discordâncias se movam e formem os limites de uma estrutura subgranular poligonizada. Isto significa que, à medida que o material aquece, as discordâncias desaparecem e, por sua vez, os grãos tornam-se maiores. No entanto, a densidade das luxações permanece praticamente inalterada. Este tratamento a baixa temperatura elimina as tensões residuais devido ao trabalho a frio, sem causar alteração na densidade das discordâncias, e é chamado de recuperação.
As propriedades mecânicas do metal permanecem relativamente inalteradas, uma vez que o número total de discordâncias que ocorrem durante esta fase não é reduzido. Como as tensões residuais são reduzidas ou mesmo eliminadas quando as discordâncias são reorganizadas, a recuperação é muitas vezes referida como recozimento de alívio de tensão. Além disso, a recuperação restaura a alta condutividade elétrica do material, o que permitiria a fabricação de fios que poderiam ser utilizados para transmitir energia elétrica, pois também seriam altamente resistentes. Finalmente, a recuperação muitas vezes melhora a resistência à corrosão dos materiais.
Quando um metal previamente trabalhado a frio é submetido a temperaturas muito altas, a recuperação rápida elimina tensões residuais e produz a estrutura de discordâncias poligonizadas. Nesse instante, ocorre a formação de núcleos de pequenos grãos nos limites das células da estrutura poligonizada, eliminando a maior parte dos deslocamentos. Como o número de discordâncias é reduzido em grande escala, o metal recristalizado apresenta baixa resistência, mas alta ductilidade. A temperatura na qual aparece uma microestrutura de novos grãos com poucos deslocamentos é chamada de temperatura de recristalização. A recristalização é o processo durante o qual novos grãos são formados através do tratamento térmico de um material trabalhado a frio. A temperatura de recristalização depende de diversas variáveis, portanto não é uma temperatura fixa.
Quando as temperaturas aplicadas no recozimento são muito elevadas, as etapas de recuperação e recristalização ocorrem mais rapidamente, produzindo uma estrutura de grão mais fina. Se a temperatura for alta o suficiente, os grãos começam a crescer, com os grãos favorecidos expulsando os grãos menores. Esse fenômeno, que pode ser denominado crescimento de grãos, é realizado através da redução da área dos limites dos grãos. O crescimento dos grãos ocorrerá na maioria dos materiais se eles forem mantidos a uma temperatura suficientemente alta, o que não está relacionado ao trabalho a frio. Isto significa que a recristalização ou recuperação não são essenciais para que os grãos cresçam dentro da estrutura dos materiais.
Materiais cerâmicos que quase não apresentam endurecimento apresentam um crescimento considerável de grãos. Da mesma forma, o crescimento anormal dos grãos pode ocorrer em alguns materiais como resultado da formação da fase líquida.
No recozimento por homogeneização, típico dos aços hipoeutetóides, a temperatura de aquecimento é aquela correspondente a A+200 °C sem atingir em nenhum caso a curva de sólidos, com posterior resfriamento lento realizado no próprio forno, tendo como objetivo principal eliminar as heterogeneidades produzidas durante a solidificação.
Também chamada de normalizada, sua função é regenerar a estrutura do material produzido por revenido ou forjamento. Geralmente é aplicado em aços com mais de 0,6% C, enquanto só é aplicado em aços com menor percentual de C para refinar e organizar sua estrutura.
Exemplo.
Após a laminação a frio, onde o grão é alongado e submetido à tensão, esse tratamento retorna a microestrutura ao seu estado inicial.
Geralmente, deseja-se obter globulização em peças como placas finas que devem ter alta trefilação e baixa dureza.
Os maiores valores de estiramento estão geralmente associados à microestrutura globulizada que só é obtida na faixa entre 650 e 700 °C. Temperaturas acima do nível crítico produzem a formação de austenita que, durante o resfriamento, gera perlita, provocando um indesejável aumento de dureza.
Geralmente peças como placas para botas de proteção devem ser globulizadas para obter as dobras necessárias ao uso e evitar quebras ou trincas. Finalmente são temperados para garantir dureza.
É utilizado para aços hipereutetóides, ou seja, com percentual superior a 0,89% de C, para atingir a menor dureza possível do que em qualquer outro tratamento, melhorando a usinabilidade da peça. A temperatura de recozimento está entre AC e AC.
Amolecimento de ligas de aços para ferramentas superiores a 0,8% C.
Para um aço carbono hipoeutetóide:
A microestrutura obtida neste tratamento varia em função da temperatura de recozimento. Geralmente, aqueles que não excedem 600°C irão liberar tensões no material e causar algum crescimento de grãos (se o material não tiver sido previamente revenido). Geralmente mostrando Ferrita-Pearlita. Acima de 600 e abaixo de 723 falamos de recozimento de globulização, uma vez que não excede a temperatura crítica. Neste caso não há grão de perlita, os carbonetos são esferoidizados e a matriz é completamente ferrítica.
É utilizado para forjar ou laminar aços, para os quais se utiliza uma temperatura de recozimento inferior a AC1, mas muito próxima. Através deste procedimento, as tensões internas produzidas pela sua moldagem e usinagem são destruídas. É comumente utilizado para aços-liga de alta resistência, Cr-Ni, Cr-Mo, etc. Este procedimento é muito mais rápido e simples que o anterior, seu resfriamento é lento.
Endurecimento superficial
O endurecimento superficial é o processo de endurecer a superfície de um objeto metálico enquanto permite que o metal mais profundo permaneça macio, formando assim uma fina camada de metal duro na superfície resistente ao desgaste, mas mantendo um núcleo macio de modo que possa absorver tensões sem rachar.
Também conhecida como cementação, consiste em endurecer a superfície externa do aço baixo carbono, deixando o núcleo macio e dúctil. Como o carbono é o que gera dureza nos aços, o método de endurecimento tem a possibilidade de aumentar a quantidade de carbono nos aços de baixo carbono antes de serem endurecidos. O carbono é adicionado aquecendo o aço até sua temperatura crítica enquanto em contato com um material carbonáceo. Os três métodos de cementação mais comuns são: gaxeta de cementação, banho líquido e gás.
Este procedimento consiste em colocar o material de aço baixo carbono em uma caixa fechada com material de carbono e aquecê-lo a 900 a 927°C por 4 a 6 horas. Durante este tempo o carbono encontrado na caixa penetra na superfície da peça a ser endurecida. Quanto mais tempo a peça ficar na caixa com carbono, mais profunda será a camada dura. Depois que a peça a ser endurecida é aquecida à temperatura adequada, ela é rapidamente resfriada em água ou salmoura. Para evitar deformações e reduzir a tensão superficial, recomenda-se deixar a peça esfriar na caixa e depois retirá-la e aquecê-la novamente entre 800 e 845 °C (vermelho cereja) e proceder ao resfriamento por imersão. A camada endurecida mais comumente utilizada tem uma espessura de 0,38 mm, porém podem ser obtidas espessuras de até 0,4 mm.
O aço a ser cimentado é imerso em banho de cianeto de sódio líquido. O cianeto de potássio também pode ser usado, mas seus vapores são muito perigosos. A temperatura é mantida a 845 °C durante 15 minutos a 1 hora, dependendo da profundidade necessária. A esta temperatura o aço absorverá o carbono e o nitrogênio do cianeto. O aço deve então ser rapidamente resfriado em água ou salmoura. Com este procedimento conseguem-se camadas com espessuras de 0,75 mm.
Neste procedimento, gases de cementação são utilizados para cimentação. A peça de aço baixo carbono é colocada em um tambor no qual é introduzido gás para carburar, como derivados de hidrocarbonetos ou gás natural. O procedimento consiste em manter o forno, o gás e a peça entre 900 e 927°C. Após um tempo pré-determinado, o gás de cementação é cortado e o forno é resfriado. A peça é então removida e reaquecida a 760°C e rapidamente resfriada em água ou salmoura. Com este procedimento são obtidas peças cuja camada dura tem espessura de até 0,6 mm, mas geralmente não ultrapassa 0,7 mm.
Existem vários procedimentos de endurecimento superficial usando nitrogênio (nitretação) e cianeto (cianetação), que são geralmente conhecidos como carbonitretação ou cianetação. Em todos estes processos, com a ajuda de sais de cianeto e de amoníaco, obtêm-se superfícies duras como nos métodos anteriores.