Olá, pessoal, sejam bem-vindos a mais um texto do mundo dos materiais. Vocês já se perguntaram como é possível tantas aplicações distintas usando o mesmo material? Vamos de um exemplo, um vidro pode ser um copo, uma tela de celular, servir de fachada de um prédio ou até mesmo servir como box de banheiro, mas será que existe alguma coisa de diferente, já que vidro é vidro, (aliás já falamos desse material, deixarei aqui o link para quem quiser saber mais). Outro exemplo, um aço do tipo carbono SAE 1045 podem ser usados na construção de uma serra de fita, mas também pode ser usado como uma engrenagem? Será que todos são iguais? E os polímeros sofrem alguma mudança?
A resposta é sim, os materiais são os mesmos e sim, eles sofrem mudanças que alteram suas características. Mas como conseguimos?
Tal mudança ocorre por processos que chamamos de tratamentos térmicos dos materiais. Vocês já ouviram falar desse processo?
Bem vamos com calma, para aqueles que já ouviram continuem lendo nosso texto, pois você irá se surpreender, e para aqueles que nunca ouviram não se preocupem, pois nós iremos explicar direitinho. Primeiro devemos entender o que é o processo de tratamento térmico, e depois para que serve esse.
Podemos dizer que o tratamento térmico é um dos processos mais usados na indústria, no qual consiste no aquecimento e resfriamento controlado de um material. Quando dizemos controlado é porque usamos um controlador, que por meios eletrônicos consegue regular a quantidade de energia que será liberada para o aquecimento das resistências do forno até a temperatura desejada e o tempo de permanência nesta temperatura.
Explicando de um jeito mais simples, o controlador regula quantos graus queremos que nosso forno aqueça, e em quanto tempo. Por exemplo, quero que meu forno atinja 1600 ºC mas com uma taxa de 5ºC por minuto, assim a cada 5 minutos meu forno irá subir 5 graus até atingir os 1600 graus, além de informar o tempo de permanência nesta temperatura.
No caso do resfriamento a ideia é a mesma, ou seja, temos como controlar a temperatura de caimento. Mas para que todo esse controle? Esse controle serve para garantir que se consiga obter uma microestrutura especifica, obtendo as propriedades desejadas.
Agora vem a segunda pergunta, para que serve o tratamento térmico de um material?
Os tratamentos térmicos são processos de fabricação utilizados tanto para facilitar outros processos bem como melhorar o desempenho dos produtos através da alteração das suas propriedades mecânicas, elétricas, térmicas e até mesmo óticas dos materiais.
Existem uma série de aplicações do processo de tratamento térmico dos materiais, mas podemos destacar três objetivos mais utilizadas na indústria.
– Amolecer o material, ou seja, reduzir a dureza e melhorar sua tenacidade;
– Endurecer o material, ou seja, aumentar sua resistência mecânica;
– Modificar as propriedades do material, maximizando sua vida útil.
Ainda, o tratamento térmico serve para:
– Reduzir a dureza;
– Melhorar a usinabilidade;
– Ajustar a textura bruta de fusão;
– Alterar características elétricas e magnéticas;
– Modificar propriedades mecânicas como resistência, ductilidade, entre outras;
Como vimos podemos alcançar inúmeras características através dos tratamentos térmicos. E isso é bem interessante, pois com um mesmo material eu posso ter um produto com maior dureza ou maior ductilidade, aplicando esse material em diferentes meios, variando somente o tipo de tratamento térmico, gerando economia e homogeneidade no meu produto.
Os tratamentos térmicos são amplamente conhecidos para quem trabalha com metais, mas ele pode ser usado para os materiais cerâmicos, como o vidro, e para os polímeros.
No caso dos materiais cerâmicos os tratamentos térmicos são realizados para inúmeros objetivos, no caso da cerâmica vermelha ou dita tradicional o objetivo é fazer com que ocorram reações químicas para que o material ganhe resistência mecânica, já para os vidros são realizados tanto para o ganho de resistência, como para homogeneização da sua estrutura.
Quando começarmos a discutir os tipos de tratamentos térmicos tentaremos exemplificar com os mais diversos materiais. Você deve estar se perguntando, quais os tipos de tratamentos térmicos? Mas existem vários? Não é apenas aquecer e resfriar?
Sim, esse é o procedimento padrão, porém dependendo de como eu aqueço ou resfrio meu material ele irá apresentar características completamente diferentes, principalmente nas propriedades mecânicas. Por isso teremos vários textos para tratarmos dos mais diferentes tipos de tratamentos térmicos.
Os tratamentos térmicos subdividem-se em: propriamente térmico que inclui apenas ação térmica no material como por exemplo o recozimento, normalização e a têmpera e revenido, o termomecânico que combina a ação térmica com a deformação plástica e o termoquímico que combina as ações térmicas e químicas como os tratamentos de nitretação, boretação, cianetação, cementação, carbonitretação, além de outros tratamentos como os processos a plasma PVD, CVD, PECVD e processos a laser. Os tratamentos térmicos ditos convencionais, pois são os mais usados e consagrados são os de ação térmica, como já mencionado anteriormente.
Como podemos ver nas seguintes imagens:
Tratamento Termoquímico: Nitretação a plasma
Tratamento Térmico: Processo por indução
Tratamento Térmico convencional – Peça sendo retirada do forno
Tratamento Térmico em escala industrial: Processo de Têmpera
Tratamento Térmico em tijolos: Processo de calcinação para ganho de resistência
Para tais tratamentos térmicos devemos consultar e entender os diagramas de fase dos materiais, tanto os diagramas de fase em equilíbrio termodinâmico, como os diagramas fora de equilíbrio como o diagrama TTT (Tempo, transformação e temperatura) TRC (Resfriamento contínuo.
Pessoal, esse foi mais um texto, espero que tenham gostado, nos vemos no próximo, forte abrss.