Influência do meio de resfriamento, tamanho e geometria da amostra

Teoria Completa

E aí, tudo bem?

Vocês lembram o que é o tratamento térmico? Nada mais é que o aquecimento ou resfriamento controlado dos metais feito com a finalidade de alterar suas propriedades físicas e mecânicas, sem alterar a forma do produto final.

Mas ta ligado que como tudo na vida, temos influências internas e externas né? Vamos ver quais são?

Meio de resfriamento

A faixa de temperatura utilizada no processo de têmpera varia conforme o teor de carbono. Os meios de resfriamento mais usados são: água, óleo, solução salina aquosa e solução aquosa de polímeros.

E dai a gente pensa, qual meio escolher? Ai que vem a grande sacada, os meios de resfriamento são escolhidos de acordo com as características finais das peças, do tipo de material e das propriedades que queremos obter.

Mas sempre temos aquele queridinho né?

As soluções aquosas com maior agitação são os meios preferidos, pois há troca de calor mais intensa entre o meio e a peça, porémmmm a peça terá que ter uma geometria simples, que não provoque empenamento ou trincas durante a têmpera (endurecibilidade).

É crucial a escolha do meio de resfriamento mais equilibrado para se obter a martensita e evitar as distorções que possam acontecer de vez em quando.

A Tabela abaixo apresenta os meios de resfriamento comparado com a água sem agitação como meio de resfriamento.

Mas ta ligado que tudo tem seu ônus e bônus né? Vamos ver as principais vantagens e desvantagens de cada meio? Bora lá!

  • Óleos
  • Vantagens: meio de resfriamento mais brando, o que é uma beleza para reduzir a diferença de temperatura entre a superfície e o centro da peça, e portanto diminui as chances de ocorrer alguma distorção na peça.

    Desvantagens: degradam conforme seu uso diminuindo o “poder” de resfriamento, são inflamáveis pois na sua formulação contém aditivos que tem como base os derivados do petróleo.

  • Água
  • Vantagens: baixo custo, não tóxica, possui grande disponibilidade e é não inflamável

    Desvantagens: poder de resfriamento da água decresce rapidamente com o aumento da temperatura.

  • Salmouras

Vantagens: elevada velocidade de resfriamento, recomendada para aços com baixa temperabilidade e de geometria simples.

Desvantagens: corrosivas, o que necessita de equipamentos para manuseio e armazenamento. Os sais mais utilizados são concentrações de NaCl 10% e NaOH 3%.

Tamanho do grão e Geometria da peça

O aço se ele apresentar uma granulometria grosseira, ele não terá boas propriedades quando comparado com um aço de uma granulometria mais fina, comparando ambos em temperatura ambiente. E sabe como podemos comparar a granulometria? Com ajuda de um microscópio :D.

E quanto a geometria da peça, o que isso pode interferir na têmpera do material? Os meios de resfriamento são escolhidos de acordo com as características finais das peças, do tipo de material e das propriedades que são pedidas pelo engenheiro no projeto. As soluções aquosas com maior agitação são os queridinhos, pois há troca de calor mais intensa entre o meio e a peça, desde que a peça possua geometria simples, para não gerar empenamento ou trincas durante a têmpera.

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Exercício Resolvido #1

Elaboração própria

Determine as características que influenciam na taxa de resfriamento.

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Resposta

Quantidade de energia térmica, meio de resfriamento, tamanho e geometria da peça.

Exercício Resolvido #2

Elaboração própria

Determine quais são os principais meios de resfriamento:

  1. Água, óleo e tenso ativos
  2. Óleo, salmoura e solvente
  3. Água, óleo e salmoura
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Resposta

Alternativa 3

Exercício Resolvido #3

Elaboração própria

Os meios de resfriamento são escolhidos de acordo com as características finais das peças, do tipo de material e das propriedades requeridas. Assim escolha a alternativa mais apropriada:

  1. As soluções aquosas com menor agitação
  2. As soluções aquosas com maior agitação
  3. As soluções oleosas com maior agitação
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Passo 1

As soluções aquosas com maior agitação são os meios preferidos, pois há troca de calor mais intensa entre o meio e a peça, desde que a peça possua geometria simples

Resposta

Alternativa b

Exercício Resolvido #4

Elaboração própria

Os óleos convencionais são um meio de resfriamento mais brando que a água ou salmouras, o que diminui o gradiente de temperatura entre a superfície e o centro da peça Assim escolha a alternativa mais apropriada:

  1. Os aditivos também melhoram a resistência a oxidação, diminuem a formação de espuma e melhoram as características da curva de resfriamento
  2. A vantagem do uso do óleo é que ele pode ser usado diversas vezes, favorecendo a eficácia de resfriamento da peça
  3. Os óleos de resfriamento rápido, aumentam a taxa de resfriamento, chegando próximo ao resfriamento da água, sem a necessidade de adições
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Passo 1

Os aditivos também melhoram a resistência a oxidação, diminuem a formação de espuma e melhoram as características da curva de resfriamento, sendo incluído junto ao óleo para um resfriamento mais rápido.

Passo 2

Os óleos se degradam conforme seu uso, o que afeta muito sua eficácia em poder resfriar a peça, ou seja, óleos oxidados com o uso demoram mais para resfriar a peça,

Resposta

Alternativa a

Exercício Resolvido #5

Elaboração própria

As salmouras são soluções aquosas de cloreto de sódio ou cálcio. Sobre esse meio de resfriamento escolha a alternativa mais apropriada:

  1. Os sais mais utilizados são concentrações de NaCl 10% e NaOH 3%
  2. Devido à baixa velocidade de resfriamento a salmoura é recomendada para aços com alta temperabilidade e de geometria complexa
  3. A velocidade de resfriamento dessas soluções é menor que a da água pois, os minúsculos cristais de sal presentes na salmoura reduzem a velocidade de resfriamento.
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Passo 1

Os sais mais utilizados são concentrações de NaCl 10% e NaOH 3%

Passo 2

Devido à alta velocidade de resfriamento a salmoura é recomendada para aços com baixa temperabilidade e de geometria simples

Passo 3

A velocidade de resfriamento dessas soluções é maior que a da água pois, os minúsculos cristais de sal presentes na salmoura que entram em contato com a peça, fragmentam-se violentamente, causando mais agitação.

Resposta

Alternativa A

Exercício Resolvido #6

Elaboração própria

As soluções de polímeros são comuns de serem usadas como meio de resfriamento. Sobre esse meio escolha a alternativa mais apropriada:

  1. As características de velocidade de resfriamento não são influenciadas pelo tipo de polímero e sua concentração na solução
  2. As soluções de polímeros mais utilizadas são as com base nos polímeros poliaquilieno glicol (PAG) e polivinil pirrolidone (PVP).
  3. Aumentam o risco de incêndio e fumaça.
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Passo 1

As características de velocidade de resfriamento são influenciadas pelo tipo de polímero e sua concentração na solução

Passo 2

As soluções de polímeros mais utilizadas são as com base nos polímeros poliaquilieno glicol (PAG) e polivinil pirrolidone (PVP).

Passo 3

Reduzirem o risco de incêndio e fumaça, problemas que podem acontecer com o uso dos óleos

Resposta

Alternativa B

Exercício Resolvido #7

Elaboração própria

Explique a influência do tamanho de grão nas propriedades mecânicas finais do aço.

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Passo 1

O tamanho do grão é um fator importante para avaliar as propriedades mecânicas de um material  HYPERLINK "https://pt.wikipedia.org/wiki/Policristalino" \o "Policristalino" policristalino, em especial a dureza, a resistência à corrosão e o limite de escoamento. O aço se ele apresentar uma granulometria grosseira, ele não terá boas propriedades quando comparado com um aço de uma granulometria mais fina

Resposta

O tamanho do grão é um fator importante para avaliar as propriedades mecânicas de um material  HYPERLINK "https://pt.wikipedia.org/wiki/Policristalino" \o "Policristalino" policristalino, em especial a dureza, a resistência à corrosão e o limite de escoamento. O aço se ele apresentar uma granulometria grosseira, ele não terá boas propriedades quando comparado com um aço de uma granulometria mais fina

Exercício Resolvido #8

Elaboração própria

Explique sucintamente a importância do resfriamentos das amostras.

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Passo 1

Formar diferentes microestruturas e por consequência, gerar diferentes valores de dureza na superfície e no centro das amostras. Parâmetros como meio de resfriamento e severidade de resfriamento são analisados para verificar a influência.

Resposta

Formar diferentes microestruturas e por consequência, gerar diferentes valores de dureza na superfície e no centro das amostras.

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