O aquecimento do metal pode tanto enfraquecê-lo como fortalecê-lo, dependendo do processo específico de tratamento térmico aplicado.
Tratamentos térmicos como o recozimento podem amolecer o metal, tornando-o mais dúctil e menos forte.
Enquanto que processos como o endurecimento por precipitação ou o endurecimento por cementação podem aumentar a resistência e a dureza do metal.
A chave está nos processos controlados de aquecimento e arrefecimento que podem ser adaptados para obter propriedades específicas do material.
1. Recozimento e amolecimento
O recozimento é um processo de tratamento térmico que envolve o aquecimento do metal a uma temperatura específica e, em seguida, o seu arrefecimento lento.
Este processo é utilizado para reduzir a dureza, aumentar a ductilidade e eliminar tensões internas.
Ao fazê-lo, o metal torna-se mais macio e mais trabalhável, o que pode ser benéfico para as operações de conformação, mas resulta numa redução da resistência.
2. Processos de endurecimento
Por outro lado, processos como o endurecimento por penetração, o endurecimento por cementação e o endurecimento por precipitação são concebidos para aumentar a resistência e a dureza do metal.
O endurecimento por passagem envolve o aquecimento do metal e, em seguida, a sua extinção em água ou óleo para o endurecer.
O endurecimento por cementação adiciona uma camada superficial dura e resistente ao desgaste a uma peça, mantendo o núcleo mais macio e resistente.
O endurecimento por precipitação envolve o aquecimento do metal para precipitar partículas finas de uma segunda fase, o que reforça o metal.
3. Equilíbrio entre resistência e tenacidade
O tratamento térmico pode afetar o equilíbrio entre a resistência (medida pela dureza) e a tenacidade.
O aumento da resistência através de processos de endurecimento pode introduzir fragilidade.
Para atenuar este fenómeno, as peças são frequentemente temperadas ou recuadas para diminuir a fragilidade e restaurar alguma tenacidade.
A quantidade de têmpera é determinada pelo equilíbrio desejado entre a resistência e a tenacidade do material final.
4. Tratamentos térmicos específicos para necessidades específicas
São utilizados diferentes tratamentos térmicos para obter propriedades específicas nos metais.
Por exemplo, o endurecimento por indução ou por chama pode endurecer apenas uma área de uma peça.
Enquanto os tratamentos de alívio de tensões são utilizados para remover tensões do material antes ou depois da maquinagem.
A austêmpera e a marquite acrescentam resiliência (mola) a um metal.
O recozimento magnético altera a permeabilidade magnética.
5. Impacto em diferentes ligas
Ao contrário das ligas à base de ferro, a maioria das ligas tratáveis termicamente não sofre uma transformação em ferrite.
Em vez disso, endurecem por precipitação, um processo muitas vezes referido como "endurecimento por envelhecimento".
Este processo lento depende da temperatura e da nucleação nos limites dos grãos, o que reforça a matriz cristalina.
6. Transformação da martensite
Muitos metais e não metais exibem uma transformação de martensite quando arrefecidos rapidamente.
Esta transformação, que não tem difusão, aprisiona átomos de soluto dentro da rede, criando tensões de cisalhamento e endurecendo o metal.
No entanto, o efeito varia consoante a liga; enquanto o aço endurece, o alumínio pode amolecer.
7. Aplicações práticas
O tratamento térmico é essencial no fabrico, melhorando as propriedades, o desempenho e a durabilidade dos metais.
É crucial para o funcionamento de vários equipamentos e ferramentas, melhorando a sua força, resistência ao desgaste e resistência à corrosão.
Em resumo, o aquecimento do metal pode torná-lo mais fraco ou mais forte, dependendo do resultado pretendido do processo de tratamento térmico.
O aquecimento e o arrefecimento controlados são utilizados para manipular as propriedades do metal, equilibrando a resistência, a dureza, a ductilidade e a tenacidade, conforme necessário para aplicações específicas.
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