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Processos de Endurecimento Superficial: Têmpera, Cementação e Nitretação, Notas de aula de Materiais

Saiba sobre os processos de endurecimento superficial, incluindo têmpera, cementação e nitretação. Aprenda sobre as vantagens, desvantagens e aplicabilidades de cada processo, além do consumo de oxigênio e acetileno, temperaturas e profundidades de endurecimento. Este documento também discute o aquecimento por indução e o processo de boretação.

O que você vai aprender

  • Qual é a finalidade do processo de boretação?
  • Qual é a finalidade do processo de têmpera superficial?
  • Quais são as vantagens e desvantagens da cementação por via gasosa?
  • Em que temperaturas é realizada a nitretação?
  • Quais são as principais diferenças entre a nitretação gasosa e a nitretação líquida?

Tipologia: Notas de aula

2022

Compartilhado em 04/12/2022

rafael-siqueira-camilo-8
rafael-siqueira-camilo-8 🇧🇷

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Engenharia de Superfície:
Tratamentos Superficiais
Engenharia e Ciência dos Materiais I
Profa.Dra. Lauralice Canale
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Engenharia de Superfície:

Tratamentos Superficiais

Engenharia e Ciência dos Materiais I

Profa.Dra. Lauralice Canale

Endurecimento Superficial

Os processos de endurecimento superficial visam o aumento de dureza (ou outras propriedades mecânicas) de uma região específica de um componente. Normalmente, tal região sofrerá algum tipo de solicitação localizada. A solicitação mais comum é o desgaste abrasivo e, assim, torna-se importante um aumento de resistência ao desgaste da região por meio de um endurecimento localizado, conservando as características originais do núcleo do componente

Têmpera Superficial

A têmpera superficial produz regiões

endurecidas na superfície do componente

(de microestrutura martensítica) de

elevada dureza e resistência ao desgaste,

sem alterar a microestrutura do núcleo.

Vantagens da Têmpera Superficial

Aplica-se à peças de grandes dimensões

(engrenagens de 2-3 m)

Permite o endurecimento em áreas localizadas

Pode ser usado quando a geometria da peça

ocasionar grandes deformações

Permite obter a combinação de altas resistências

ao desgaste e dureza na superfície, com

ductilidade e tenacidade no núcleo da peça

Não exige fornos de aquecimento

É rápida (pode ser aplicada na oficina)

Não produz grandes oxidações e

descarbonetações no aço.

Têmpera por chama

O aquecimento é realizado por meio de chama oxiacetilênica até a austenitização da camada desejada. O resfriamento é realizado com salmoura, soluções de polímeros, água; por meio de spray ou imersão. Podem ser atingidas profundidades de até 6,3 mm A profundidade da camada é controlada pela intensidade, distância e tempo de duração da chama aplicada

Têmpera por chama - métodos

Estacionário: Aquece-se apenas o local a ser endurecido com subsequente resfriamento rápido, por meio de aspersão ou imersão. É o método mais simples. Emprega apenas um maçarico e um tanque para resfriamento Progressivo: método direcionado ao tratamento de peças de grande porte. O equipamento consiste de uma ou mais tochas de aquecimento e um dispositivo de resfriamento por aspersão, montados em um carro que pode ter sua velocidade controlada. As velocidades variam, normalmente, de 5 a 30 cm/min.

para método progressivo

giratório

Consumo de Oxigênio : Co= 0.7 (p) 1/ [l/cm 2 ] p= profundidade endurecida em mm Consumo de acetileno: Ca= 0.45 p 1/ [l/cm 2 ] Tempo de aquecimento

  1. p 2 [s] Velocidade de movimento da tocha 72/ .p 2 [cm/minuto]

Têmpera por indução

O tempo de aquecimento é

da ordem de segundos. O

resfriamento é realizado da

mesma maneira que a

têmpera por chama.

TÊMPERA POR INDUÇÃO A quantidade de calor gerada é dada pela lei de Joule: Q= 0,239.i 2

. R. t i é a corrente em amperes R a resistência do condutor em ohms t o tempo que circula a corrente em segundos

A profundidade da camada

temperada é dada por:

p= 5030. (/.f)

1/

p: profundidade da camada em cm

: resistividade do material em ohm.cm

: permeabilidade magnética do material em

Gauss/Oersted

f : freqüência da corrente em Hz

Têmpera por indução - Vantagens

 Pode-se determinar com precisão a profundidade da camada temperada.  O aquecimento é rápido  As bobinas podem ser facilmente confeccionadas e adaptadas à forma da peça  Não produz o superaquecimento da peça  permitindo a obtenção de uma estrutura martensítica acicular fina  Geralmente, possibilita um maior aumento da dureza e da resistência ao desgaste  A resistência a fadiga é também superior  Não tem problema de descarbonetação.

Têmpera por laser

Utilizada na têmpera de peças com geometrias variadas O processo é muito preciso em impor aquecimento seletivo sobre áreas bem específicas. Além disto o processo pode ser feito em alta velocidade, produzindo pouca distorção. VARIÁVEIS QUE CONTROLAM A PROFUNDIDADE DA CAMADA Diâmetro do raio Intensidade Velocidade de varredura ( polegadas/min.)

Têmpera por laser - Vantagens

O processo opera a altas velocidades

A distorção provocada é pequena

Pode ser usado para áreas selecionadas

Softwares e automação podem ser

usados para controlar os parâmetros