Tratamentos Térmicos - Nitretação, Cianetação, Carbonitretação e Boretação

e fala pessoal bem-vindos e volta mais uma aula de conformação mecânica e tratamentos tem você tá chegando agora aqui nesse canal eu vou me apresentar eu sou o Renato eu sou professor da área Mecânica do Instituto Federal de São Paulo do campus de Hortolândia aqui no interior de São Paulo perto de Campinas tá então se você é e gosta de mecânica né gosta e do assunto de metalurgia de projetos mecânicos enfim de todo esse leque de conteúdos vai dar relacionados à mecânica eu vou fazer um convite a você se inscrever nesse canal e acompanhar as

postagens futuras minha e de outros docentes do campus Tá bom então sem muita demora aqui vamos continuar o assunto de tratamentos térmicos lá então essa disciplina ela mais fina que a gente chama e chama conformação mecânica e tratamentos térmicos toda a parte de conformação mecânica já vimos aqui estamos falando sobre tratamentos térmicos Mais especificamente sobre tratamentos termoquímicos tá A aula anterior a essa nós iremos o tratamento térmico de 100 mentação quando eu enriqueço de carbono a superfície de um aço Baixo Carbono a fim de aumentar sua resistência mecânica após Esse aumento esse enriquecimento ficar mudo

por temperar Tá e agora a gente vai falar sobre nitretação então na cimentação eu tinha o objetivo de aumentar a porcentagem de carbono superficial e posteriormente é isso né posteriormente a esse esse mecanismo de difusão de aumento de carbono eu temperar ver revenir fazer a fazer um processo de revenimento e tem para ir de revenimento tá agora a gente fala de prestação tá nitretação ela tem como objetivo também aumento da dureza superficial aumento da resistência mecânica mas ao invés de adicionar carbono a gente vai vir aqui a gente vai adicionar nitrogênio na verdade esse nitrogênio

atomicamente ele vai reagir vai interagir com esse metal né para formar algum nitrito Tá bom vamos ver como que essa história toda ó Tá bom então a ação tem como objetivo principal o endurecimento superficial e vai ser obtido aí pela ideia né pela ação do nitrogênio então nitrogênio por meio de difusão ou seja por meio dessa vibração atômi ca então preciso ter temperatura eu preciso ter tempo ele vai começar então a migrar para entrar né Por difusão para dentro da superfície para dentro desse metal superficialmente tá bom a temperatura de trabalho fica entre 500 e

600 graus celsius e depois dessas peças costumam ser resfriada sal ar ou é mentalmente poderia também resfriar numa salmoura com controle desse dessa temperatura da salmoura e também é como consequência a temperatura de resfriamento tá pó Então qual é a ideia Qual é o objetivo da nitretação a vai permitir que eu tenha o material uma peça né de altíssima resistência superficial com altíssima dureza e-social uma elevada resistência ao desgaste então superficialmente o homem teria dureza dessa peça e aumentei a sua resistência à abrasão na resistência ao desgaste Então essa peça ganha propriedades é uma relacionadas

atenção muito grande Tá também eu tenho uma melhora significativa da Resistência à fadiga que é esse esse comportamento de solicitação de carga na hora carga positiva hora tem o carro agora não tem carga né o sentido de cargas inversas tá então essa ideia de fadiga né aí a nitretação permite que melhore consideravelmente a vida útil desses componentes que vão estar sujeita esse efeito da Fadiga tá isso essa solicitação da Fadiga a também melhora a questão da corrosão e resistência ao calor bom então a questão da corrosão então de certa forma esse metal ele ele está

menos sujeito à corrosão via oxigênio né via a o mesmo que você tiver arrumei um pouco mais agressivo então ele permite que eu tenho uma vida útil melhor para este componente né e-mail sair corrosivos tá e também permite que eu tenha um aumento ou considerável aí da sua resistência ao calor em outras palavras permite que mesmo trabalhando em temperaturas mais altas e se essa peça ainda tenha uma certa resistência mecânica à Alta tá bom Outra coisa interessante propicia o menor empenamento das peças já que é realizada temperaturas mais baixas a cimentação trabalha lá com a

ordem de 800 900 graus na temperatura de austenitização que a gente já viu aqui né a meditação trabalha com patamar mais baixo então isso tem também um benefício com o pensamento das peças então tem menos esse a minha peça está sujeita a menores extorsões a menores visitem são em tela devido ao processo de resfriamento a cimentação é eu faço todo o processo de enriquecimento de carbono especial e até Império Então essa camada que foi temperada cimentada temperada ela tem uma ela tenta tem uma energia Alina desse desse resfriamento brusco muito grande tá essa energia interna

desses cristais né Desses desse arranjo está linda nessa cela unitária tal ele precisa ser e aliviar o depois foi um processo de revenimento tá no caso da cementação tá aqui eu já não tenho essa essa esse problema porque a temperatura tá mais baixa então tá menos sujeita a esse plenamente essas distorções que são promovidas que podem ser promovidas na verdade por um processo de trigo era tá E também outra coisa aqui que é interessante é que não necessita de se preocupa senhor a cimentação a gente falou aqui faz a cementação né enriquece de carbono tempera

revini tá caminho normal né também tá temperar têmpera e Vini aqui não aqui eu já faço a nitretação e eu posso aí dar comum terminado finalizado o meu processo tá a o tratamento térmico como é como tempo e revenimento se desejava deve ser realizado antes da nitretação tá porque isso pessoal então se eu quero uma peça que já tem uma resistência grande mas essa mecânica alta e ainda eu quero aumentar ainda mais a sua superfície a sua resistência mecânica superficial a eu tenho que pegar e fazer numa peça que já tá previamente temperada tá porque

se eu fizer depois da nitretação né não vou ter uma questão aí ciente que eu já fiz uma interação entre 500 e 600 graus na já formou uma camada nitretada eu vou e somente no forno em alta temperatura para temperar né e depois tem que rever ir então isso não faz sentido tá então eu tenho sempre fazer o tratamento térmico de têmpera e revenimento primeiro depois eu faço o tratamento de nitretação tudo bem e a nitretação promove um aumento das dimensões a peça outra coisa importante na cimentação O carbono de certa forma Neto como eu

tô na austenita ele tem uma certa liberdade para entrar dentro desse arranjo deste Cristal desse arranjo cristalina e formará uma solução sólida intersticial né ele consegue arrumar um espacinho para ele dentro desse arranjo tá é a nitretação a difusividade' né de nitrogênio dentro desse Cristal ela é relativamente baixa então esse nitrogênio e não consegue migrar né informar algum Nitrato uma bonito dentro desse ferro em grandes proporções então forma camada muito fina de adesão na minha peça para comer edita e depois a então o aumento dessa camada nitretada tá uma peça ela fica claro Depende das

condições depende do tempo mas ela ficar um pouco maior nas suas dimensões do que e é do que antes do processo tá alguns décimos de alguns microsel décimos centésimos de milímetros é o décimo de milímetro dependendo um pouco desse tempo esposa Mas normalmente a camada nitretada são camadas a ordem aí e micro tá bom então Quais são os meios que eu posso né é utilizar para nitretação meio gás líquido ou banho de sal ou por plasma lembrando seguinte depois eu tenho a minha camada nitretada feita ficava é muito dura tá também um processo é posterior

à decretação que arranque muito material e seria their aí uma condição de processamento razoável então normalmente o máximo que é feito é uma retificação para adequar aí essas medidas deixar no tamanho exato tá então pouco processamento é feito após essa camada nitretada Lembrando que essa camada nitretada é uma camada mais fina com o que com relação a camada cimentada tá bom a maioria das vezes trabalha com camadas aí fina tá é da ordem de décimo de milímetro ou da ordem de Micão muitas vezes a Então posso utilizar o meio gás líquido líquido banho de sal

ou por plasma É de longe né a gente sabe que o sucesso usar ela abre as ou ainda líquido não é permite uma certa produtividade maior tá o processo a gás ele é utilizado especialmente para alguns Aços ligados ao Cromo alma livre de no mínimo libido.na tá o tempo desse processo ele é mais relativamente longo comparativamente tá então 48 a 72 horas ou mais esse tempo vai depender obviamente do das condições de difusão que eu tenho a condição é a temperatura que eu trabalhando com o tipo de gás na verdade o o fluxo de gás

que eu estou utilizando né esse que vai gerar o calor que vai me promoveu que vai promover também esse nitrogênio tome tá o tratamento Então vai ser realizado em um fluxo de amônia nh3 então amônia responsável aqui né a floresta liberação desse nitrogênio tá então a importante que nesse foi no eu tenha essa amônia tá sendo consumida ali gerando calor gerando uma atmosfera de nitrogênio g&a esse nitrogênio vai entrar vai migrar para o difusão para dentro da superfície desse metal tá à camada nitretada pode atingir até 0.8 MM e dureza de 100 de 1000 a

1.100 Victor natureza extremamente alta então que permite que esse tipo de peça tem uma resistência bastante grande ao desgaste tá então a ideia em é que essa molécula de amônia né eu consegui aí é se decompor em nitrogênio e hidrogênio tá esse nitrogênio produzido ele vai combinar com a ferrita E aí já estudou aqui nesse curso tá que vai formar aí ou Nitrato ou nitrito de Ferro tá tipo Ventura foi um laço ligado pode formar outros E300 e310 preto de átomos teneto de cromo não sei até pode ter outras interações se for pensar e que

é um aço ligado tá esse nitrito ele vai conferir o Astro malte cima dureza altíssima resistência ao desgaste À abrasão tá fazendo que essa peça torna em uma peça interessante para aplicações na qual eu tenho necessidade para de alta resistência ao desgaste e alta dureza superficial tá tá ideia tá aqui né uma atmosfera de amônia e essa monié entrando em combustão na gerando a nitrogênio atômico esse nitrogênio por difusão entrando aqui em superficialmente no meu braço tá formando aí uma camada nitretada E aí nitrogênio reage com ferro formando o nitreto de Ferro o ou se

tivesse outro algum tipo aço ligado com outros elementos aqui para formar em preto de outras coisas de cromos sei lá a Nádia tá bom Aqui eu tenho uma foto de uma microestrutura de um aço 1015 nitretado por meio gasoso tão beija essa superfície aqui essa camada que dá para ver aqui à camada nitretada tá aqui é o aço 1015 então perceba aqui a gente já estudou isso também aqui né esse Claro a nossa ferrita em escura Nossa perlita tá tem pouco a perlita desse ação aço Baixo Carbono né Mas qual foi adicionada e uma camada

nitretada tá a outra possibilidade é fazer a nitretação numa no meio líquido também bem usual bastante comum na indústria tá o meio entretante vai ser uma mistura de sais é a base de cianeto cloreto de potássio tá cloreto de sódio enfim e esses aizan a quando aquecido se torna um líquido e eu faço aí entro com o banho só faz uma limpeza nessa peça nesses dois Isso aqui é mesmo ideias e mental só faz uma limpeza nesse nessa peça um pré-aquecimento nessa peça e mergulho ela nesse banho de sais tá esse sai tem nesse meio

líquido né desprendido nitrogênio tá e o nitrogênio migra então Claro o tempo deixando um tempo de exposição dessa peça Ao meio nesse meio de sal né nesse meio de sal líquido ele consegue entrar por difusão formando essa camada nitretada tá a o tempo de ter é de nitretação costuma ficar da ordem é de uma ou duas horas no máximo é muito tempo eu tenho uma questão aí de levar essa peça a uma possível oxidação né é a temperatura de nitretação da ordem de 500 que há entre 80 a camada nitretada é menos espessa que a

nitretação a gás se camadas mais finas tá bom um exemplo de banho né aqui um cabo de texto de sódio 1k CN né inteiro de potássio é essa retração líquida né é usada e normalmente para Aços Baixo Carbono 100 peças de menor solicitação tá com essa é a nossa principal aplicação bom então é essa é a ideia né do nosso bolo então em tentação líquida bastante usual para Baixo Carbono utilizando aí como um meio de liberação de de nitrogênio né esses os dois EA netos aqui tá bom de potássio ou de sódio é esse esses

aí tem que tomar um certo cuidado né para trabalhar para o descarte Tá mas enfim é é o que é utilizado como matéria-prima né como aí material como gerador de nitrogênio Militar Aqui uma camada ali e também foi decretada é não as carbono bom e depois temos aí a nitretação por plasma o mesmo procedimento muito parecido da cementação tem uma peça que é colocada num forno numa vácuo né É E aí nesse forno vaca eu vou aplicar uma diferença de potencial entre as paredes o forno é a peça né entre o Meu Alvo e meu

o meu gerador minha fonte tá então gera um curso de trico itens Entre esses dois e aí dentro desse reator desse forno eu tenho nitrogênio tá então esse nitrogênio com essa diferença de potencial abra um arco elétrico pelo fluxo de fluxo de elétrons precisa atravessar esse nitrogênio então ele induz tá tão gera é esse esse arco elétrico né Que lindos esses elétrons do átomo de nitrogênio e ao mesmo tempo arrasta com ele né esses elétrons esse nitrogênio então beijar é o tempo que eu tô gerando um arco elétrico eu tô induzindo diretamente na minha peça

tá esse fluxo de elétrons aí também de nitrogênio proveniente aí desse arco elétrico desse forno que tá cheio de que foi injetado nitrogênio tá totalmente o gera um vácuo né Se for nesse reator tá a injeta nitrogênio abra uma diferença de potencial entre as paredes for geram curto-circuito abra um arco elétrico e hindus esse fluxo de elétrons juntamente com nitrogênio pra cima na superfície da minha peça tá então União são acelerados em direção a peça aqui vai que tá montado o polo negativo e Impacto decisivo vai gerar um calor e esse calor promove a difusão

tá então fluxo de elétrons a diferença de potencial gerando arco elétrico no calor na superfície né É o mesmo tempo induzir nesse fluxo esses de hidrogênio e esse fluxo de elétrons é isso do meu álcool faz com que eu tenho um processo bastante controlável também e um processo bem dinâmico do ponto de vista aí dessa camada que tá falando emprestada do tempo que está sendo utilizado tá então processo rápido baixo consumo de gases baixo custo de energia comparativamente fácil automatização necessita de um pouco espaço físico e eu consigo aplicar isso em vários materiais que tem

um exemplo aí de um forno ou simplesmente de um reator Zinho né de planeta são a plasma tá bom o outro processo interessante né é assim a sensação assim a natação ali envolve tanto o enriquecimento de carbono como também um enriquecimento de nitrogênio portanto eu tô formando tô adicionando mais carbono e ao mesmo tempo formando alguma e preto lá dentro né de ferro ou de algum outro é algum outro material que esteja nessa liga presente nesse rasto tá a a espessura da ordem de 01 a 03 MM aplicada em Aços carbonos normalmente com baixo teor

de carbono resfriamento é feito em água ou salmoura e esse processo a gente executa em banho de sal de sais fundidos normalmente a e cianetos tá então semelhante a esses áreas são semelhantes a cimentação líquido a partir de um cianeto tá cianeto de sódio a gente mais oxigênio né formando aí o 2n SN ó tá Oi e aí a partir do Enem a senhora tem aí uma divisão né para formar aqui o nosso se o gás carbônico nitrogênio tá que me interessa bastante aqui nessa história e do fim a partir do seu ó a obtenção

do carbono tá Então veja a partir do cianeto de sódio né eu tenho aí a obtenção do Nitro g&d seu ó e a partir do céu eu tenho obtenção do carbono tá bom e as vantagens da cianetação né apresenta alguma com relação a semente assim é mais rápido apresenta maior resistência ao desgaste essa peça e também à corrosão e menor temperatura de processo tá outro processo que é uma derivação desses dois uma mistura entre eles na verdade né é a carbonitretação que também envolve é a mistura e carbono e nitrogênio tá a Então ela tem

uma certa semelhança cementação a gás vai ocorrer um processo em um forno com uma atmosfera controlada e meio gasoso né E aí nesse forno eu vou introduzir tanto a amônia algo perto de trinta por cento que vai dar origem A partir dessa dessa queima né da deixe dessa geração dessa combustão vai me dar origem ao nitrogênio atômico e um gás carbonizante da atmosfera do Forno esse gás carbonizante poderia ser por exemplo butano que a gente já viu aquilo gás natural tá tchau a temperatura da ordem de 700 900 graus espessura por volta de 7mm está

na carbonitretação é posteriormente ao a o processo em si a gente tem que temperar as peças tá em óleo E também temos que resumir tá bom tempo de uma hora e com da tendem a formar o perto de 01 MM de camada endurecida tá Quais são as vantagens a carbonitretação em relação à tempo é o material apresenta uma melhor temperabilidade devido aumento de teor de carbono o processo é rápido mais rápido que não tem fraco na já viu a temperaturas mais baixas menor crescimento de grão maior resistência ao desgaste e Menor distorção da peça essa

seriam a seria as vantagens desse da carbonitretação quando comparado a temperar como tá Ah e por tinta só último processo é um processo tem bastante pesquisa ainda sendo feita né estudando a respeito do Boro tá então a boretação é quando eu induzo né a por meio de fusão o boro no meu aço tá para formar o boleto de Ferro boleto de Ferro extremamente duro frágil e aumenta absurdamente a resistência ao desgaste desse material tá dureza superficial é altíssima da ordem de 1.700 a 2 mil vickers então uma dureza muito alta material que resiste muito bem

essa brasão esse atrito tá normalmente é feito é meio sólido por meio aí de um carbeto de boro é um elemento químico caro na forma pura ainda como carbeto de boro ele tem um preço relativamente alto então se costuma trabalhar com carbeto por sei aí é mais barato o meio ativador normalmente um meio salino para facilitar né durante esse meio salino com carbeto de boro gera ó o meio líquido ali de contato tá que vai favorecer aí se conhece esse esse mecanismo de difusão entre o boro e o meu ferro tá e o meu aço

a temperatura que se utiliza para boretação a temperaturas da ordem de 900 graus céus e aí só para a gente entender um pouquinho aço 1045 leva aproximadamente né em um processo de 4 horas com duas aí aproximadamente a 100 microns sem micrômetros de espessura de camada boreta da Tá bom então bora também em é um outro meio de meio aí de que eu tenho endurecimento superficial tá utilizando aí eu moro como agente endurecedor né para transformação é para a formação do boleto de Ferro tá gente pode resumir da seguinte a seguinte ideia né tem pra

comum deve ser seguida de resina de revenimento ele já viu aqui usado usado em geral para Aços de baixo teor de carbono ligados ou não tá em geral podem promover distorções tem que ter um controle adequado das temperaturas de processamento e também é do meio eu tô usando como refrigeração né dessa peça tá até impresso pericial deve ser seguida de revenimento também usado em geral para Aços de baixo teor de carbono ligado ou não tá os vivos também aí a questão é dos tratamentos termoquímicos falamos a cementação né resumindo aqui para vocês também tá são

enriquecimento de carbono superficial né por meio de temperaturas mais altas temperatura de austenitização em que Aço de carbono por um tempo algumas horas né de acordo com a espessura da camada que eu quero tempero imediatamente faço revenimento tá E aí tem alguns meios para fazer isso a gente viu por gás por indução né alegrias enfim tá plasma vimos também a cementação que já é um tratamento termoquímico porque muda Altera a alterar quimicamente à superfície do material então esse balanço químico ali da composição química da superfície já não é mais a mesma do que o resto

do material tá Falamos da cementação que o enriqueço de carbono né tempero falamos da nitretação que daí eu tenho nitrogênio desprende o primeiro líquido ao meio gasoso esse por difusão nitrogênio entra superficialmente no aço não uma camada relativamente não muito profunda né formando em letras de ferro ou não é preto de outro empresa the community dependendo da do aço o teu utilizando né e forma aí é uma camada da partida essa então o aço eventualmente pode ter um aumento das suas dimensões de dependendo do tempo e da camada do tal da espessura da camada nitretada

que eu tô fazendo tá Falamos nos processos derivados disso né cianetação carbonitretação um é meio líquido e outra meio gás mas misturando carbono e nitrogênio né formando detritos e formando martensita após resfriamento tá e falamos agora aqui da boretação e tem como objetivo aí é formação de boleto de Ferro extremamente duro e formando aí esse essa é super endurecida e resistente tá bom é isso pessoal que eu tinha para falar para vocês essa aula de nitretação cementação carbonitretação e boretação espero que vocês tenham gostado desse conteúdo Se gostou deixa um like aí compartilha e se

você achar achar que deve tá e eu espero vocês um próximo de uma próxima aula tá bom forte abraço a todos e através tchau tchau pessoal