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Autor:editor do site Publicar Time: 2025-01-02 Origem:alimentado
Resumo: Este artigo concentra-se na área de tratamento térmico, conduzindo uma exploração aprofundada de mal-entendidos comuns e questões operacionais práticas no processo de tratamento térmico em toda a indústria. Os tópicos abordados incluem aquecimento a vácuo, julgamento de cores de têmpera, motivos de falha de molde e controle de dureza, entre outros. O objetivo é esclarecer equívocos, aprimorar a compreensão científica dos processos de tratamento térmico, auxiliar os profissionais na otimização de procedimentos, evitar disputas e promover o desenvolvimento saudável da indústria.
Durante o tratamento térmico a vácuo, o fenômeno da absorção de carbono pelas peças muitas vezes leva a conceitos errados. Alguns atribuem erroneamente a causa a dois fatores: um, absorção de carbono pelo óleo de têmpera; e dois, componentes de grafite na câmara de aquecimento. No entanto, o verdadeiro problema é muitas vezes a limpeza da câmara de aquecimento. Quando as peças são movidas para dentro e para fora do forno, junto com as cestas de material e carrinhos de carregamento, o óleo de têmpera contamina a câmara, formando uma atmosfera redutora volátil que contribui para a absorção de carbono.
É importante observar que se as peças forem temperadas em óleo em temperaturas abaixo de 1.050°C e se forem pré-resfriadas antes de entrarem no óleo, a absorção de carbono normalmente não é significativa. Embora os componentes de grafite na câmara de aquecimento contribuam para a absorção de carbono, o seu impacto é muito menos significativo do que a contaminação causada pelo óleo de têmpera residual.
A distorção durante o tratamento térmico envolve alterações microestruturais e distorções de forma. Estudos demonstraram que, sob condições organizacionais e de dureza idênticas, o tratamento térmico a vácuo resulta em distorção microestrutural mínima em comparação com outros tipos de fornos. No entanto, em termos de distorção de forma, o tratamento térmico a vácuo nem sempre tem vantagem. Outros processos, como a têmpera convencional, podem controlar facilmente a distorção usando métodos como têmpera gradual, têmpera isotérmica e endireitamento no lado do forno. Em contraste, a extinção a vácuo pode, por vezes, exacerbar a distorção devido à falta de tais capacidades funcionais.
Um mal-entendido comum é que o tratamento térmico a vácuo minimiza todas as formas de distorção, o que poderia levar à seleção inadequada do processo na prática.
A cor formada na superfície do aço após o revenido, devido ao filme de óxido, é frequentemente utilizada para estimar a temperatura de revenido. A cor do revenido realmente muda com a temperatura, com tempos padrão em torno de 5 minutos em diferentes temperaturas, resultando em cores características para vários aços (por exemplo, o aço carbono a 200°C é amarelo claro, a 220°C é amarelo grama, etc.).
No entanto, é crucial enfatizar que a têmpera da cor é influenciada tanto pela temperatura quanto pelo tempo. À mesma temperatura, prolongar o tempo de conservação resultará numa cor que corresponde a uma temperatura mais elevada. Julgar a temperatura de revenimento apenas pela cor pode levar a conclusões imprecisas sem considerar o fator tempo.
Os dados estatísticos sobre falhas precoces de moldes, tanto nacionais como internacionais, mostram que processos inadequados de tratamento térmico são responsáveis por uma proporção significativa de falhas (44% no Japão, 52% em Xangai). No entanto, isto reflete apenas falhas passadas e não pode ser usado para prever futuras causas de falhas no molde.
Muitas pessoas caem na armadilha de atribuir as falhas do molde apenas ao tratamento térmico, mas a falha do molde é um processo complexo que requer uma análise abrangente da qualidade do material, design, métodos de processamento, propriedades do material e outros fatores.
O principal objetivo do forjamento é eliminar defeitos do material, melhorar a microestrutura, melhorar as propriedades do material e reduzir os custos de usinagem. No entanto, alguns na indústria de forjamento concentram-se apenas em garantir a precisão dimensional, negligenciando a otimização do material e usando tratamentos térmicos pós-forjamento inadequados que resultam em redes de metal duro prejudiciais.
Como as temperaturas de forjamento são frequentemente muito mais altas que as temperaturas de têmpera, esta microestrutura deficiente pode afetar adversamente o tratamento térmico e a qualidade do produto. Isso ressalta a importância de manter a alta qualidade do forjamento para garantir resultados eficazes do tratamento térmico.
O tratamento térmico não consiste apenas em atender aos requisitos de dureza. A seleção e o controle do processo também são críticos. Alguns profissionais podem usar o subaquecimento durante a têmpera e, em seguida, ajustar o revenido para atingir a faixa de dureza especificada, mas isso aumenta o risco de falha precoce, pois tais processos não conseguem garantir a transformação adequada das microestruturas internas.
A conformidade com a dureza não pode mascarar as falhas nos processos de tratamento térmico, e o tratamento térmico inadequado pode levar a problemas de fragilidade e rachaduras durante o uso do produto.
Em disputas de qualidade, os clientes muitas vezes assumem que um produto está impecável antes do tratamento térmico e culpam o tratamento térmico se surgirem problemas, exigindo compensação. No entanto, esta visão ignora o facto de que o tratamento térmico é apenas uma parte da cadeia de produção e a sua qualidade depende de etapas anteriores. Devem ser criadas condições adequadas de pré-tratamento para que o tratamento térmico seja eficaz.
Algumas pessoas confiam nos valores manuais de dureza para o projeto, apenas para descobrir que não conseguem atingir a dureza necessária durante o tratamento térmico. Isso é comum quando, por exemplo, são usados componentes grandes feitos de aço para molas (por exemplo, 60Si2Mn), onde é difícil obter valores de dureza do manual devido à espessura variável da peça de trabalho.
Fatores como classe do material, tamanho do molde, peso da peça, formato e métodos de processamento subsequentes afetam o resultado final da dureza, exigindo ajustes para atender às condições práticas e garantir o desempenho adequado do material.
Em casos de falha do produto, como fratura de molde que causa ferimentos, algumas empresas rapidamente responsabilizam o fabricante do tratamento térmico. No entanto, isto ignora o facto de que a falha do produto é uma questão multifatorial, envolvendo design, seleção de materiais, processamento e utilização.
Assim como no diagnóstico médico, é necessária uma análise minuciosa de cada etapa para identificar a verdadeira causa da falha. Por exemplo, em um caso, o tratamento térmico foi considerado normal e a causa raiz da falha foi a sobrecarga durante o uso. Uma abordagem científica e rigorosa para a resolução de problemas é essencial.
Alguns clientes impõem requisitos rigorosos de dureza aos produtos tratados termicamente, exigindo desvios não superiores a 1 HRC, embora os equipamentos de teste de dureza permitam tal variação. Isto muitas vezes leva os fabricantes de tratamento térmico a utilizar métodos irracionais para atender a essas demandas, criando dificuldades operacionais.
Esta procura excessiva reflecte a falta de compreensão do processo de tratamento térmico e prejudica o desenvolvimento saudável da indústria. Ambas as partes devem trabalhar em conjunto, com base no conhecimento científico, para estabelecer tolerâncias razoáveis.
Acredita-se comumente que o revenido só deve ocorrer após o resfriamento à temperatura ambiente, mas isso é incorreto para muitos aços, especialmente aços de baixo e médio carbono. Nestes casos, é melhor proceder ao revenido enquanto a peça ainda está acima da temperatura ambiente, para reduzir o risco de fissuras e melhorar a qualidade do produto.
Alguns profissionais acreditam erroneamente que as peças de trabalho devem sempre ser revenidas enquanto ainda estão quentes devido à têmpera. Na verdade, a temperatura de entrada no forno para revenimento deve ser baseada no ponto de transformação martensita do aço, que varia de acordo com o material. Seguir cegamente esta prática pode causar rachaduras e diminuição das propriedades do material.
Alguns gestores insistem em deixar os moldes à temperatura ambiente durante uma semana entre o recozimento e a têmpera para libertar o stress, mas esta afirmação carece de apoio científico. Deve-se evitar prolongar desnecessariamente os ciclos de produção, com base em práticas não apoiadas. Os processos de tratamento térmico devem seguir um cronograma cientificamente justificado.
Alguns clientes tentam economizar nos custos de processamento concluindo toda a usinagem dimensional antes do tratamento térmico e depois esperam que o processo de tratamento térmico não cause distorção. Como o tratamento térmico causa inerentemente distorção microestrutural, algumas mudanças dimensionais são inevitáveis.
Esta prática, que transfere as pressões de poupança de custos para o tratamento térmico, não é razoável. As empresas devem considerar tanto os custos de usinagem quanto a qualidade do produto, deixando espaço para os ajustes dimensionais necessários após o tratamento térmico.
Algumas empresas negligenciam a remoção das camadas descarbonetadas antes de testar a dureza, levando a leituras erradas de dureza. Os procedimentos corretos devem envolver a remoção da camada descarbonetada antes do teste para garantir resultados precisos.
O diagrama de fases ferro-carbono é essencial para a compreensão dos processos de tratamento térmico, mas só se aplica a ligas simples como aços carbono e ferros fundidos. Para aços-liga, é menos aplicável devido à presença de outros elementos. Além disso, o rápido aquecimento e resfriamento durante o tratamento térmico não atingem condições de equilíbrio, de modo que o diagrama de fases é mais um ponto de partida do que um guia prático para operações de processo.
No recozimento de aços com baixo teor de carbono, muitas vezes presume-se que grãos equiaxiais podem ser facilmente obtidos. No entanto, em certos aços, como os aços estabilizados com Al, a formação de grãos pode ser afetada pelo processamento prévio e resultar em uma estrutura mais deformada, mesmo sob recozimento em alta temperatura.
Na extrusão, acredita-se que a menor dureza facilita a deformação do material, mas na verdade, as estruturas esferoidizadas perlíticas, embora mais duras, deformam-se melhor. O pré-tratamento do material deve focar na otimização das propriedades de dureza e deformação.
Os usuários de moldes de forjamento geralmente exigem dureza excessivamente alta (por exemplo, 52-55 HRC), mas isso pode reduzir a dureza vermelha, causando rápida perda de dureza. Em vez disso, manter a dureza vermelha adequada dentro de uma faixa de dureza razoável resulta em melhor desempenho do molde.
A ideia de que “o tratamento térmico perfeito resulta em peças perfeitas” é enganosa. O tratamento térmico é apenas
um elo na cadeia de produção, sendo necessária uma abordagem holística da qualidade. Outros fatores como defeitos de material, projeto e usinagem desempenham papéis críticos.
Conclusão:No tratamento térmico, a precisão tanto no conhecimento quanto na prática é fundamental. Mal-entendidos podem levar a processos ineficazes e falhas de produtos. Ao abordar equívocos comuns e aplicar uma abordagem científica e holística ao tratamento térmico, a indústria pode garantir maior qualidade, menos conflitos e uma trajetória de desenvolvimento mais saudável. Uma comunicação clara e um conhecimento profundo de toda a cadeia produtiva são essenciais para superar os complexos desafios do tratamento térmico.
