A oxidação no tratamento térmico é uma preocupação significativa devido ao seu impacto nas propriedades da superfície dos metais.
É causada principalmente pela reação dos metais com o oxigénio e outros gases reactivos a altas temperaturas.
Esta reação leva à formação de camadas de óxido na superfície do metal, o que pode alterar as suas propriedades, tornando-o mais duro ou mais macio.
A extensão da oxidação pode ser intensificada por temperaturas elevadas, que aceleram a taxa de reação entre o metal e os gases atmosféricos.
Explicação pormenorizada:
1. Reação com gases atmosféricos
Quando os metais são aquecidos, tornam-se mais reactivos.
A presença de oxigénio, humidade e outros gases no ar pode levar à oxidação.
O oxigénio reage com a superfície do metal para formar óxidos metálicos, que podem alterar as propriedades da superfície do metal, como a sua dureza ou cor.
Isto é particularmente problemático em processos como o recozimento, a sinterização e a brasagem, onde o controlo preciso das propriedades do metal é crucial.
2. Efeitos de alta temperatura
A aplicação de calor não só torna o metal mais reativo como também aumenta a mobilidade dos átomos dentro do metal, facilitando o processo de oxidação.
As temperaturas elevadas podem também provocar a rutura das camadas de óxido existentes, expondo o metal fresco a uma maior oxidação.
É por este motivo que os processos a alta temperatura são mais susceptíveis a problemas de oxidação.
3. Técnicas de prevenção
Para atenuar a oxidação, são utilizadas várias técnicas:
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Tratamento térmico a vácuo: Ao remover todo o ar e elementos reactivos numa câmara de vácuo, os metais podem ser aquecidos sem exposição ao oxigénio ou a outros gases reactivos. Este método é particularmente eficaz para metais que são altamente reactivos a altas temperaturas, como o titânio.
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Tratamento térmico com atmosfera controlada: Este método envolve a substituição do ar na câmara de tratamento térmico por uma atmosfera não reactiva, como o azoto ou o árgon. Estes gases não reagem com o metal, evitando assim a oxidação.
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Atmosferas de hidrogénio: O hidrogénio pode reagir com qualquer oxigénio presente, tornando-o não reativo com o metal. Este método é eficaz, mas pode não ser adequado para todos os metais, especialmente aqueles que reagem com o hidrogénio.
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Banhos de sal fundido: Alguns tratamentos térmicos são realizados em banhos de sais fundidos não reactivos, que podem proporcionar um ambiente protetor contra a oxidação.
4. Impacto nas propriedades do metal
A oxidação pode levar a uma camada superficial no metal que é diferente em propriedades do material a granel.
Isto pode resultar num componente que não é uniforme em termos de dureza ou outras propriedades mecânicas, o que pode afetar o seu desempenho e durabilidade.
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