Resumo do Conhecimento Básico de Tratamento Térmico de Metal

O tratamento térmico do metal é um dos processos importantes na fabricação mecânica. Comparado com outros processos de processamento, o tratamento térmico geralmente não altera a forma e a composição química geral do produto siderúrgico, mas altera a microestrutura dentro do item ou altera a composição química da superfície, dotando ou melhorando o desempenho do produto. O objetivo do tratamento térmico do metal é melhorar a qualidade intrínseca do metal para que ele tenha as propriedades mecânicas, físicas e químicas exigidas. Além da seleção razoável de materiais e de vários processos de conformação, os processos de tratamento térmico são frequentemente essenciais. O aço é o material mais utilizado na indústria mecânica. A microestrutura do aço é complexa e pode ser controlada através de tratamento térmico. Portanto, o tratamento térmico do aço é o principal conteúdo do tratamento térmico do metal.

Processo de tratamento térmico

O processo de tratamento térmico geralmente inclui três processos: aquecimento, isolamento e resfriamento. Às vezes existem apenas dois processos: aquecimento e resfriamento. Esses processos estão interligados e não podem ser interrompidos. O aquecimento é um dos processos importantes do tratamento térmico. Existem muitos métodos de aquecimento para tratamento térmico de metais. Carvão vegetal e carvão foram usados ​​​​pela primeira vez como fontes de calor, e combustíveis líquidos e gasosos foram usados ​​​​recentemente. A aplicação de eletricidade torna o aquecimento fácil de controlar e não polui o meio ambiente. Estas fontes de calor podem ser utilizadas para aquecimento direto ou indireto através de sal ou metal fundido, ou mesmo de partículas flutuantes.

A temperatura de aquecimento é um dos parâmetros importantes do processo de tratamento térmico. A seleção e o controle da temperatura de aquecimento são as principais questões para garantir a qualidade do tratamento térmico. A temperatura de aquecimento varia dependendo do material metálico a ser processado e da finalidade do tratamento térmico, mas geralmente é aquecida acima da temperatura de transformação de fase para obter uma estrutura de alta temperatura. Além disso, a transformação requer um certo tempo. Portanto, quando a superfície do metal atinge a temperatura de aquecimento necessária, ela deve ser mantida nessa temperatura por um determinado período de tempo para tornar as temperaturas interna e externa consistentes e a transformação da microestrutura ser completa. Este período de tempo é chamado de isolamento. Ao usar aquecimento de alta densidade de energia e tratamento térmico de superfície, a velocidade de aquecimento é muito rápida e geralmente não há tempo de isolamento, enquanto o tempo de isolamento para tratamento térmico químico é geralmente mais longo.

O resfriamento também é uma etapa indispensável no processo de tratamento térmico. Os métodos de resfriamento variam dependendo do processo, controlando principalmente a taxa de resfriamento. Geralmente, o recozimento tem a taxa de resfriamento mais lenta, a normalização tem uma taxa de resfriamento mais rápida e a têmpera tem uma taxa de resfriamento mais rápida do que a normalização. Mas também existem requisitos diferentes devido aos diferentes tipos de aço.

Tratamento térmico de superfície é um processo de tratamento térmico de metal que aquece apenas a camada superficial do metal para alterar as propriedades mecânicas da camada superficial. Para aquecer apenas a superfície do metal sem transferir muito calor para o interior do metal, a fonte de calor utilizada deve ter alta densidade de energia, ou seja, uma grande quantidade de energia térmica é dada ao metal por unidade de área, para que a superfície ou parte do metal possa atingir altas temperaturas em um curto espaço de tempo. Os principais métodos de tratamento térmico de superfície incluem extinção de chama e tratamento térmico por aquecimento por indução. As fontes de calor comumente usadas incluem oxigênio acetileno, oxigênio propano, corrente induzida, laser e feixe de elétrons.

Tratamento térmico químico é um processo de tratamento térmico de metal que altera a composição química, estrutura e propriedades da superfície do metal. O tratamento térmico químico consiste em aquecer o metal em um meio (gás, líquido, sólido) contendo carbono, meio salino ou outros elementos de liga, e mantê-lo aquecido por um longo tempo, para que a superfície do metal possa penetrar em elementos como carbono, nitrogênio, boro e cromo. Após a infiltração dos elementos, às vezes são realizados outros processos de tratamento térmico, como têmpera e revenido. Os principais métodos de tratamento térmico químico incluem cementação, nitretação e metalização.

De modo geral, o tratamento térmico do metal é um dos processos importantes no processo de fabricação de peças mecânicas, ferramentas e moldes. Pode garantir e melhorar diversas propriedades do metal, como resistência ao desgaste, resistência à corrosão, etc. Por outro lado, também pode melhorar a estrutura e o estado de tensão da peça bruta para facilitar diversos processamentos a frio e a quente.