Tratamento térmico é um termo usado para descrever todo o aquecimento controlado e as operações de arrefecimento realizadas em um material no estado sólido com a finalidade de alterar sua microestrutura e / ou propriedades. Também é usado em cerâmicas e composições para modificar suas propriedades.
Os principais objetivos dos diferentes tipos de tratamentos térmicos são:
1. Amolecer o material para melhor aplicabilidade.
2. Aumentar a força ou a dureza do material.
3. Aumentar a resistência ou resistência à fratura do material.
4. Estabilizar propriedades mecânicas ou físicas contra as mudanças que possam ocorrer durante a exposição à ambientes de serviços.
5. Assegurar parte da estabilidade dimensional.
6. Aliviar indesejáveis tensões residuais durante parte da fabricação.
Metais diferentes respondem ao tratamento em diferentes temperaturas. Cada metal tem uma composição química específica, portanto, alterações nas propriedades físicas e estruturais ocorrem em diferentes temperaturas críticas. Mesmo pequenas porcentagens de elementos na composição do metal, como carbono, determinam a temperatura, tempo, método e taxa de resfriamento que devem ser usados no processo do tratamento térmico. Dependendo do tratamento térmico utilizado, a estrutura atômica e / ou microestrutura de um material podem mudar devido ao movimento de deslocações, um aumento ou uma diminuição na solubilidade de átomos, um aumento no tamanho do grão, a formação de novos grãos na mesma ou em diferentes fases, uma mudança na estrutura de cristalização, e outros mecanismos. Existem muitas maneiras dos metais serem submetidos ao tratamento térmico, ficando difícil discutir todas elas.Tratamento térmico na industria

Endurecimento por precipitação:

Ao projetar ligas para se tornarem resistentes, uma abordagem frequentemente tomada é o desenvolvimento de uma liga com uma estrutura que consiste de partículas (que impedem o movimento de deslocamento) dispersas em uma matriz dúctil. Como uma dispersão pode ser obtida escolhendo uma liga que é uma fase única em temperatura elevada, mas no resfriamento irá precipitar outra fase na matriz. Um processo térmico é então desenvolvido para produzir a distribuição desejada de precipitação na matriz. Quando a liga é reforçada por este tratamento térmico, é chamado de fortalecimento de precipitação ou endurecimento.

O endurecimento por precipitação consiste em três etapas principais: tratamento de solução, têmpera e envelhecimento. Tratamento de solução envolve o aquecimento da liga a uma temperatura que permite que os átomos da liga (chamada de soluto) se dissolvam na solução. Isso resulta em uma solução sólida homogênea de uma fase. A têmpera rápida esfria a solução e congela os átomos na solução. Em termos mais técnicos, a têmpera do material esfria tão rápido que os átomos dos elementos de liga não têm tempo para difundir fora da solução. No estado de têmpera, o soluto é supersaturado o que significa que a estrutura está estressada demais pelos átomos da liga. Envelhecimento é o processo onde as partículas de soluto difundem para fora da solução e em grupos que distorcem e fortalecem o material.

Processos comuns de tratamento térmico:

Alguns dos processos mais comuns usados no tratamento térmico são apresentados abaixo. Deve-se notar que nem todos os processos são aplicáveis a todas as ligas.

Endurecimento por tempo é um processo de tratamento térmico de baixa temperatura que fortalece o material, causando a precipitação dos componentes ou as fases de uma liga de uma solução sólida super saturada.
Recozimento é um processo de amolecimento em que os metais são aquecidos e, em seguida, são arrefecidos lentamente. O propósito de recozimento é suavizar o material para melhorar a usinabilidade, conformabilidade, e às vezes para controlar propriedades magnéticas.
Normalização é muito parecido com o recozimento, mas o processo de resfriamento é muito mais rápido. Isso resulta em aumento da força, mas menos ductilidade do metal. Seu objetivo é aperfeiçoar a estrutura de grãos, produzir propriedades mecânicas mais uniformes, e às vezes para aliviar as tensões internas e de superfície.
Tratamento térmico por precipitação é o processo onde o tratamento é feito de três etapas, solução de tratamento, têmpera e endurecimento para aumentar a força ou a dureza de uma liga.
Tratamento térmico de solução envolve o aquecimento do material a uma temperatura que coloca todos os elementos em solução sólida e depois passa por um resfriamento muito rápido para congelar os átomos no lugar.
Alivio de tensão é um processo de baixa temperatura de tratamento térmico que é usado para reduzir o nível de tensões residuais em um material.
Têmpera envolve o aquecimento suave de um metal duro e permiti que ele resfrie lentamente produzindo um metal de estrutura endurecida, menos frágil. Este processo é conhecido como têmpera.
Extinção é o resfriamento rápido de um material quente. O meio utilizado para resfriar o material pode variar de ar forçado, água, óleo e outros. Muitos aços são endurecidos por aquecimento e resfriamento. Resultando em um metal que é muito duro, mas também frágil.
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