Que cuidados deve-se ter com relação a atmosfera oxidante dos fornos durante um tratamento térmico?
Passo 1
O enunciado pergunta quais cuidados tomar em relação à atmosfera oxidante de fornos durante um tratamento térmico. O conteúdo envolve metalurgia e tratamento térmico de aços e ligas metálicas, em particular os fenômenos de oxidação, formação de escamas e decarburização superficial. Para responder, vamos revisar por que a atmosfera oxidante é prejudicial e que parâmetros devem ser controlados para proteger a peça.
Passo 2
Entender o problema da atmosfera oxidante. Em presença de oxigênio ou vapor de água em excesso, durante o aquecimento:
- Formam-se óxidos de ferro
, , , gerando escamas que aderem à superfície. - O oxigênio promove decarburização, reduzindo o teor de carbono na camada superficial e comprometendo propriedades mecânicas.
Passo 3
Controlar a pressão parcial de oxigênio
e o ponto de orvalho da atmosfera. Para isso:
- Usar analisador de gás de processo para monitorar
; - Manter
abaixo de valores típicos de estabilidade do carbono (por exemplo atm em algumas etapas); - Controlar o ponto de orvalho
com secagem do gás: normalmente deseja-se para evitar vapor de água e formação de óxidos hídricos.
Passo 4
Optar por atmosferas protetoras adequadas. As mais comuns são:
- Gases inertes (argon, nitrogênio industrial): garantem
muito baixa; - Misturas redutoras (endo-gás:
+, +, ): equilibram reações para evitar oxidação e decarburização; - Vácuo: elimina praticamente todo o oxigênio residual.
Passo 5
Assegurar bom dimensionamento e manutenção do forno:
- Vazão e distribuição do gás devem ser homogêneas para evitar zonas quentes com oxigênio residual;
- Verificar regularmente vedação de portas e juntas para evitar infiltração de ar externo;
- Limpeza periódica do interior do forno e dos sistemas de tratamento de gás para remover resíduos de óxido e evitar contaminações.
Resposta
- Controlar a pressão parcial de oxigênio
para valores muito baixos (por exemplo atm). - Manter o ponto de orvalho
da atmosfera abaixo de para eliminar vapor de água. - Usar atmosferas inertes (Ar,
), redutoras (endo-gás) ou vácuo, conforme o grau de proteção exigido. - Garantir vazão e distribuição homogênea do gás, boa vedação do forno e limpeza periódica do sistema.