O que você entende por oxidação interna dos aços durante o tratamento térmico? Como resolver essa questão?
Passo 1
O enunciado pede para explicar o que é a oxidação interna em aços durante o tratamento térmico e como “resolver” ou responder a esse tipo de questão. O conteúdo envolve fenômenos de difusão de oxigênio, formação de óxidos no interior do metal e medidas de controle de atmosfera em fornos.
Passo 2
Para definir oxidação interna, lembramos que em temperaturas elevadas
o oxigênio presente na atmosfera do forno pode difundir pela escala (camada externa de óxido) e penetrar nos contornos de grão ou na matriz do aço. Ali, reage com elementos de liga de alta afinidade com oxigênio (por exemplo,
,
,
,
) formando partículas de óxido não só na superfície, mas também no interior dos grãos. Esse fenômeno recebe o nome de oxidação interna.
Passo 3
O mecanismo básico é difusão de oxigênio ao longo de caminhos de baixa barreira energética (contornos de grão, lacunas) até regiões internas onde há elementos “deportadores” de oxigênio. A reação pode ser esquematizada como
sendo “Me” um elemento de liga como
ou
.
Passo 4
Entre os fatores que favorecem a oxidação interna estão:
• temperaturas e tempos elevados, que aumentam a difusão;
• baixa qualidade da atmosfera (presença de ou vapor d’água);
• aços com alto teor de elementos que formam óxidos estáveis;
• falta de escala suficientemente densa para barrar o oxigênio.
• temperaturas e tempos elevados, que aumentam a difusão;
• baixa qualidade da atmosfera (presença de
• aços com alto teor de elementos que formam óxidos estáveis;
• falta de escala suficientemente densa para barrar o oxigênio.
Passo 5
As consequências práticas são:
• redução de resistência mecânica e ductilidade;
• defeitos de superfície que requerem desbaste ou polimento;
• manchas internas que comprometem propriedades à fadiga e à corrosão.
• redução de resistência mecânica e ductilidade;
• defeitos de superfície que requerem desbaste ou polimento;
• manchas internas que comprometem propriedades à fadiga e à corrosão.
Passo 6
Para “resolver” (isto é, evitar ou controlar) a oxidação interna emprega-se:
• atmosferas inertes ou redutoras (formadoras de gás dissociado, ex.: endógena controlada);
• tratamentos a vácuo;
• injeção de protetores (monóxido de carbono, hidrogênio);
• revestimentos temporários (óleos, pós protetores);
• otimização de tempo e temperatura de aquecimento.
• atmosferas inertes ou redutoras (formadoras de gás dissociado, ex.: endógena controlada);
• tratamentos a vácuo;
• injeção de protetores (monóxido de carbono, hidrogênio);
• revestimentos temporários (óleos, pós protetores);
• otimização de tempo e temperatura de aquecimento.
Resposta
Oxidação interna é a penetração de oxigênio através da escala externa de óxido e sua reação com elementos de liga no interior do aço, formando partículas de óxido dentro dos grãos. Para evitar esse defeito no tratamento térmico, controla-se a atmosfera do forno (uso de vácuo, gases inertes ou redutores), aplica-se revestimentos protetores e ajustam-se tempo/temperatura de aquecimento.