A cementação é um processo utilizado para endurecer o aço, particularmente o aço com baixo teor de carbono, aumentando o teor de carbono na superfície do metal. Este processo não só aumenta a dureza da superfície, como também melhora a resistência ao desgaste e a resistência à fadiga, tornando-o adequado para aplicações que requerem maior durabilidade.
5 pontos-chave explicados
1. Processo de cementação
A cementação envolve a exposição do aço de baixo carbono a um ambiente rico em carbono a altas temperaturas (normalmente entre 1200F e 1600F).
Este ambiente pode ser criado utilizando um forno endotérmico onde o aço é aquecido na presença de gases como o propano, que se decompõem para libertar carbono.
O carbono difunde-se então na superfície do aço, aumentando o seu teor de carbono.
2. Mecanismo de endurecimento
O efeito de endurecimento da cementação deve-se ao aumento do teor de carbono na superfície do aço.
Este enriquecimento em carbono altera a microestrutura do aço perto da superfície, transformando-o normalmente numa fase mais dura, como a martensite, quando o aço é subsequentemente temperado.
A têmpera é um processo de arrefecimento rápido que fixa o carbono e a estrutura endurecida.
3. Vantagens e aplicações
A cementação é particularmente benéfica para os aços de baixo teor de carbono, que têm inerentemente uma dureza inferior devido ao seu teor mínimo de carbono.
Ao aumentar a dureza da superfície, a cementação melhora a capacidade do aço para resistir ao desgaste e suportar tensões cíclicas (resistência à fadiga), tornando-o ideal para componentes sujeitos a elevadas tensões mecânicas ou ambientes abrasivos.
As aplicações vão desde engrenagens e veios em máquinas a peças nas indústrias automóvel e aeroespacial.
4. Variações e técnicas
A cementação tradicional pode ser complementada por técnicas como a cementação a vácuo, que tem lugar num forno a vácuo.
Este método permite um controlo preciso do processo, reduzindo o risco de oxidação e melhorando a qualidade da superfície endurecida.
Além disso, a cementação selectiva pode ser conseguida através da utilização de tintas de bloqueio de carbono para mascarar áreas que não devem ser endurecidas, oferecendo uma abordagem mais direcionada para o endurecimento da superfície.
5. Tratamento pós-carbonetação
Após a cementação, o aço é normalmente submetido a um processo de têmpera para endurecer a superfície enriquecida com carbono.
Segue-se a têmpera, que reduz parte da dureza para melhorar a tenacidade e a ductilidade, equilibrando as propriedades mecânicas para um desempenho ótimo.
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