O tratamento térmico afecta significativamente a microestrutura dos metais e das suas ligas, alterando as suas propriedades físicas e mecânicas através de processos controlados de aquecimento e arrefecimento.
Como é que o processo de tratamento térmico afecta a microestrutura do metal e da sua liga? 5 Informações importantes
1. Formação de martensita
A martensite é um constituinte duro e frágil do aço que se forma quando o material é rapidamente arrefecido (temperado).
Este arrefecimento rápido impede que os átomos do aço se reorganizem num estado mais estável e de menor energia.
Em vez disso, a estrutura do aço torna-se altamente deformada e distorcida, levando a um aumento da dureza e da resistência.
A formação de martensite é crucial em processos como a têmpera, em que o objetivo é endurecer o metal para aplicações que requerem uma elevada resistência ao desgaste.
2. Mecanismo de difusão
A difusão em metais e ligas envolve o movimento de átomos dentro da estrutura de rede do material.
Durante o tratamento térmico, temperaturas elevadas facilitam o movimento dos átomos, permitindo que eles se redistribuam e formem novas fases ou estruturas.
Este processo pode homogeneizar a liga, reduzir as tensões internas e refinar a estrutura do grão.
Por exemplo, nos processos de recozimento, o arrefecimento lento permite a difusão dos átomos de carbono no aço, promovendo uma microestrutura mais uniforme e mais macia.
Isto resulta num aumento da ductilidade e numa dureza reduzida, adequada para operações de conformação.
3. Processos de tratamento térmico
São utilizados diferentes processos de tratamento térmico para obter alterações microestruturais específicas e, consequentemente, as propriedades mecânicas desejadas.
Por exemplo, o recozimento consiste em aquecer o metal a uma temperatura específica e depois arrefecê-lo lentamente, o que ajuda a amolecer o metal, a reduzir as tensões internas e a melhorar a ductilidade.
Em contrapartida, o endurecimento por precipitação envolve o aquecimento do metal a uma temperatura elevada para precipitar partículas finas de uma segunda fase, o que reforça o material.
4. Importância dos ambientes controlados
A utilização de fornos de tratamento térmico é fundamental, uma vez que estes proporcionam um ambiente controlado necessário para taxas de aquecimento e arrefecimento precisas.
Este controlo garante que as propriedades desejadas do material são alcançadas de forma consistente.
Por exemplo, o tratamento térmico a alto vácuo é benéfico para melhorar as propriedades mecânicas de materiais como os aços para ferramentas e metais reactivos como o titânio, que podem oxidar a altas temperaturas.
5. Personalização das propriedades mecânicas
O tratamento térmico é um método poderoso para alterar a microestrutura de metais e ligas, permitindo a personalização das suas propriedades mecânicas, como a dureza, a resistência, a ductilidade e a tenacidade.
Através de mecanismos como a formação e difusão de martensite, e através de vários processos de tratamento térmico, os metais podem ser adaptados a aplicações específicas.
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