A cementação é um processo de endurecimento por cementação em que o carbono é difundido na camada superficial de peças de aço com baixo teor de carbono a altas temperaturas.
O resultado é uma superfície dura e resistente ao desgaste e um núcleo duro.
Este processo é crucial para melhorar as propriedades mecânicas dos componentes de aço.
Torna-os adequados para aplicações que exigem elevada resistência ao desgaste e tenacidade.
5 passos fundamentais para melhorar as propriedades do aço
1. Temperatura e material
A cementação envolve o aquecimento das peças de aço a temperaturas suficientemente elevadas para alterar a estrutura do grão de aço.
Estas temperaturas variam normalmente entre 830-980°C (1525-1800°F).
Este intervalo de temperatura permite a difusão do carbono na superfície do aço.
2. Difusão de carbono
Durante o processo, o carbono do ambiente circundante (ou de uma atmosfera rica em carbono) difunde-se na superfície do aço.
Isto aumenta o teor de carbono na superfície, criando uma concentração de carbono mais elevada do que no núcleo do material.
3. Têmpera
Após o processo de cementação, as peças são rapidamente arrefecidas (temperadas) em óleo ou outros agentes de têmpera.
Este processo de arrefecimento rápido endurece a camada superficial com elevado teor de carbono, formando uma caixa dura.
O núcleo permanece relativamente macio e dúctil devido ao seu baixo teor de carbono.
4. Profundidade e propriedades da caixa
A profundidade da caixa endurecida pode variar de 0,020" a 0,050".
Esta superfície endurecida proporciona uma excelente resistência ao desgaste.
O núcleo macio mantém a tenacidade e a ductilidade da peça, tornando-a resistente ao impacto e à fadiga.
5. Aplicações e vantagens
A cementação é ideal para peças como engrenagens, ferramentas e fixadores que requerem um equilíbrio entre resistência ao desgaste e tenacidade.
É particularmente benéfica em indústrias como a automóvel e a aeroespacial, onde os componentes estão sujeitos a grandes tensões e desgaste.
Variações e técnicas avançadas
Foram desenvolvidas técnicas avançadas como a cementação sob vácuo a baixa pressão (LPC) e a carbonitretação sob vácuo a baixa pressão (LPCN).
Estes métodos permitem uma difusão mais controlada do carbono e do azoto, melhorando as propriedades da caixa endurecida.
Em resumo, a cementação é uma técnica vital de endurecimento por cementação que transforma o aço com baixo teor de carbono em componentes com uma superfície dura e resistente ao desgaste e um núcleo duro e dúctil.
É adequada para uma vasta gama de aplicações industriais exigentes.
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