O arrefecimento em química é o processo de arrefecimento rápido de um produto para obter propriedades específicas.
Este processo é essencial para materiais que necessitam de elevada resistência à deformação e à corrosão.
Exemplos incluem lâminas e tanques de armazenamento.
Como funciona o arrefecimento em química? 5 etapas principais explicadas
1. Estágio de Vapor
Quando um componente quente é submerso pela primeira vez no óleo de têmpera, ele é envolvido por uma camada de vapor.
Esta camada inicialmente retarda o processo de arrefecimento.
O calor é removido principalmente por radiação através do vapor.
Para acelerar esta fase, podem ser utilizados aditivos para aumentar a agitação da camada de vapor.
Isto facilita a dispersão mais rápida do vapor.
2. Fase de ebulição
À medida que a temperatura do componente diminui, a manta de vapor desfaz-se.
Isto leva ao contacto direto entre o óleo e o componente.
Esta fase é caracterizada por uma ebulição rápida.
A ebulição rápida aumenta significativamente a taxa de arrefecimento.
3. Fase de convecção
Quando a temperatura do componente desce abaixo do ponto de ebulição do óleo, o arrefecimento continua por convecção.
O óleo circula à volta do componente.
O calor é transferido para fora do componente até que a temperatura desejada seja atingida.
4. Tipos de arrefecimento
Óleo de têmpera
Este tipo de têmpera utiliza óleos especificamente concebidos para endurecer componentes.
Controla a transferência de calor e melhora a humidade para minimizar a distorção e a fissuração.
Têmpera em vácuo
Realizado num forno de vácuo, este método envolve o aquecimento do material sob uma atmosfera controlada e, em seguida, o seu arrefecimento rápido.
Existem dois subtipos:
- Têmpera a gás: A peça de trabalho é aquecida no vácuo e arrefecida com um gás neutro de elevada pureza, como o azoto.
- Arrefecimento por líquido: Após o aquecimento no vácuo, a peça é transferida para uma câmara de arrefecimento cheia de azoto de elevada pureza e, em seguida, é rapidamente arrefecida num banho de óleo de arrefecimento.
5. Processo de pós-regeneração
Após a têmpera, os materiais são frequentemente submetidos a revenimento.
A têmpera envolve o reaquecimento do material temperado a uma temperatura abaixo do seu ponto crítico.
Em seguida, o material é arrefecido lentamente.
Este processo ajuda a reduzir a fragilidade e a remover as tensões causadas pela têmpera.
Melhora a tenacidade e a ductilidade gerais do material.
Aplicações
A têmpera é amplamente utilizada nas indústrias em que os materiais têm de resistir a tensões elevadas e à corrosão.
Exemplos incluem o fabrico de ferramentas, peças para automóveis e componentes aeroespaciais.
A escolha do método e do meio de têmpera depende das propriedades específicas do material necessárias e das exigências da aplicação.
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