Tratamentos térmicos são processos que expõem os materiais, geralmente ligas metálicas, a variações de temperaturas com taxas de aquecimento e resfriamento controladas com a finalidade de melhorar suas propriedades. Existem diversos tipos de tratamentos térmicos que possuem finalidades diferentes, ficando a critério do responsável do projeto definir qual método utilizar. 

Talvez você esteja se perguntando como o aquecimento e o resfriamento de um material alteraria suas propriedades mecânicas, e a resposta é simples. Quando um aço, por exemplo, passa por este processo, os átomos que compõem sua microestrutura são reorganizados de modo a refletir em suas propriedades mecânicas. 

O poder de manipular as propriedades dessa forma é incrível, pois agora um processo que determinada peça for submetido poderá ficar mais fácil ou então um componente que antes não seria adequado para determinada função, agora é completamente capaz de garantir a execução e segurança do projeto em que foi aplicado.

Entretanto, são vários os fatores que influenciam no resultado final, que variam desde a escolha do material até o ambiente que o processo é realizado, portanto apesar de úteis, os tratamentos térmicos envolvem diversas questões que precisam ser levadas em consideração.

Dessa forma, em resumo os tratamentos térmicos têm como objetivo e necessidades:

• Controle adequado dos parâmetros que envolvem o processo
• Escolha adequada do tratamento térmico relacionando o material com sua aplicação final ou processo produtivo
• Melhoria de propriedades mecânicas e químicas

Nos próximos tópicos serão abordados de maneira mais direcionada os assuntos comentados aqui.

Qual a importância de realizar um tratamento térmico ?

Tratamentos térmicos são utilizados via de regra para melhorar as propriedades mecânicas de determinado componente, relacionando com sua aplicação, por exemplo é possível deixar uma peça mais “mole” ou “dura” a partir de tratamentos térmicos específicos.

Dessa forma, os tratamentos térmicos são métodos para manipular as propriedades dos materiais em seu benefício para otimizar processos, reduzir custos com manutenção e até mesmo aumentar a segurança de determinados projetos. Mas como exatamente um tratamento térmico me ajudaria ?
Segue abaixo uma lista de alguns dos principais benefícios:

• Aumento da resistência mecânica da peça tratada.
• Melhora na usinabilidade
• Alívio de tensões internas, evitando fraturas.
• Aumento da vida útil da peça
• Redução de desgaste.

A necessidade de aplicar um tratamento térmico em determinada peça está diretamente ligada ao método produtivo em que ela foi submetida, por exemplo as tensões internas citadas logo acima podem ser resultado de processos de fundição, em que a mudança de estado físico da liga metálica de líquido para sólido cria diversas regiões frágeis na peça, em que poderiam surgir trincas e comprometer sua integridade, dessa forma:

• Para fundição o tratamento térmico terá a finalidade de homogeneizar a microestrutura da peça e assim aliviar tensões internas.
• Preparar a peça para a aplicação final ou a próxima etapa de processamento do material, por exemplo um processo de usinagem.

O que influencia no processo de tratamento térmico ?

É de se imaginar que um processo que traga tantos benefícios seja de certa complexa a sua aplicação, isso se dá devido a grande quantidade de parâmetros que influenciam no resultado final, portanto para elucidar possíveis dúvidas de quais seriam esses fatores, abaixo temos uma relação dos principais focos de atenção que se deve ter para realizar um tratamento térmico:

• Temperatura: extremamente importante ter um controle adequado da temperatura a que o material será submetido, pois impacta diretamente nas propriedades finais da peça.
• Tempo: está relacionado com a exposição do material a faixa de temperatura escolhida. Afeta diretamente a homogeneidade da microestrutura ao longo da peça.
• Velocidade: seria a velocidade de aquecimento e resfriamento da peça, variando entre lenta, moderada e rápida.
• Atmosfera: trata-se do ambiente que envolve a peça durante o tratamento térmico, que pode estar inserida em meio sólido, líquido ou gasoso.
• Material: seria a liga metálica utilizada, pois de todas as milhares de ligas disponíveis no mercado, cada uma deles necessita de condições diferentes para obter o melhor resultado possível.

Tipos de tratamentos térmicos

Há diversos tratamentos térmicos que possuem finalidades diferentes, abaixo segue uma lista com os principais tratamentos usados atualmente e quando escolher cada um deles:

• Recozimento: seria o processo de aquecer o material até determinada temperatura e resfriá-lo de forma lenta, para assim diminuir a dureza da peça e aumentar sua ductilidade, que seria a capacidade do material em se deformar plasticamente.
• Normalização: consiste no aquecimento da peça a determinada temperatura seguido por um resfriamento lento geralmente exposto ao ar livre, em que o intuito deste processo é de diminuir a dureza, aumentar a ductilidade do componente e sobretudo “remover” tratamentos térmicos realizados anteriormente.
• Têmpera: Caracterizado por um aquecimento na peça para em seguida resfriá-la rapidamente em água ou óleo, pois dessa forma a dureza final obtida será maior.
• Austêmpera: o objetivo é conseguir uma estrutura específica compondo a microestrutura da peça chamada de bainítica devido a sua tenacidade e ductilidade elevadas. Ela seria obtida por meio de um aquecimento até certa temperatura e depois o resfriamento da peça em banho de sal.
• Martêmpera: Semelhante ao processo anterior, entretanto o objetivo é conseguir uma estrutura chamada de martensítica, caracterizada pela alta dureza e fragilidade.
• Revenimento: é um tratamento realizado após o processo de Têmpera, que consiste em aquecer a peça numa faixa entre 150ºC e 600ºC para aliviar tensões e ajustar a dureza.
• Nitretação: é um processo caracterizado pelo endurecimento da superfície dos aços junto com a adição de nitrogênio em sua estrutura, resultando em uma camada mais dura resistente ao desgaste, corrosão e fadiga.

Como a EESC jr. pode te ajudar?

Como foi descrito ao longo do texto, os tratamentos térmicos são muito importantes e podem revolucionar os processos e produtos fornecidos por você ou sua empresa, dessa forma a EESC jr. gostaria de te ajudar a alcançar melhores resultados e satisfação de seus clientes, mas como isso seria possível ?

Simples! A EESC jr. conta com um núcleo especializado em ciência e engenharia dos materiais, o Núcleo de Engenharia de Materiais, composto por alunos de graduação do curso de Engenharia de Materiais e Manufatura, em que são expostos a conhecimentos teóricos e práticos de como trabalhar da melhor forma possível na resolução de problemas relacionados a engenharia além do acesso a toda a infraestrutura que USP tem a oferecer:

• Laboratórios modernos com técnicos muito qualificados
• Professores altamente especializados com anos de experiência acadêmica e na indústria
• Campus composto por diversas engenharias, facilitando o acesso a soluções criativas e que se adequam ao seu problema

Além disso, temos uma carta de serviços bem ampla, contendo desenvolvimento de produtos, seleção de materiais, estudo de mercado e mais! Ficou curioso? Entre em contato e descubra como podemos te auxiliar a resolver seus problemas.

Postado por: