Recozimento é um processo de tratamento térmico onde um metal ou liga é aquecido a uma temperatura apropriada, mantido nessa temperatura por um certo período e então resfriado lentamente, tipicamente no forno. A essência do recozimento é aquecer o aço para austenitizá-lo, seguido por uma transformação perlítica, resultando em uma microestrutura próxima ao equilíbrio.
Objetivos do recozimento:
Reduzir a dureza e aumentar a plasticidade:Isso torna o material mais fácil de usinar e trabalhar a frio.
Homogeneizar composição e estrutura:Isso refina o tamanho do grão e melhora as propriedades do material, ou prepara a microestrutura para têmpera.
Aliviar tensões internas e endurecimento por trabalho:Isso ajuda a evitar deformações e rachaduras.
Recozimento e normalização são usados principalmente como tratamentos térmicos preparatórios. Para peças com baixa tensão e requisitos de desempenho modestos, recozimento e normalização também podem servir como tratamento térmico final.
Classificação dos métodos de recozimento
Os métodos comuns de recozimento são classificados de acordo com a temperatura de aquecimento:
Recozimento acima da temperatura crítica (Ac1 ou Ac3):Isso inclui recozimento completo, recozimento de difusão, recozimento incompleto e recozimento de esferoidização.
Recozimento abaixo da temperatura crítica (Ac1 ou Ac3):Isso inclui recozimento de recristalização e recozimento de alívio de tensões.
Sete tipos de métodos de recozimento
Recozimento completo:
Processo:O aço é aquecido a 20-30 graus acima de Ac3, mantido nessa temperatura e então resfriado lentamente (geralmente no forno) para atingir uma microestrutura próxima ao equilíbrio (totalmente austenitizada).
Aplicações:Usado principalmente para aços hipoeutetóides (0.3-0.6% C), incluindo aços de médio carbono e fundições de aço de liga de baixo a médio carbono, forjados e seções laminadas a quente. Às vezes também é usado para soldagens. Aços de baixo carbono, após recozimento completo, podem ter dureza muito baixa para usinagem. Aquecer aços hipereutetóides acima de Accm e resfriar lentamente pode fazer com que Fe3CII precipite ao longo dos limites de grão, reduzindo significativamente a resistência, dureza, plasticidade e tenacidade, o que pode levar a problemas potenciais no tratamento térmico final.
Propósito:Para refinar o tamanho do grão, homogeneizar a estrutura, aliviar o estresse interno, reduzir a dureza e melhorar a usinabilidade. A microestrutura após o recozimento completo para aço hipoeutectoide é ferrita mais perlita (F+P). Na prática, para melhorar a produtividade, o resfriamento pode ser interrompido em torno de 500 graus, e o material pode ser resfriado a ar.
Recozimento isotérmico:
Processo:Após a austenitização, o aço é rapidamente resfriado até logo abaixo da temperatura Ar1 e mantido isotermicamente até que a austenita se transforme em perlita, então resfriado a ar até a temperatura ambiente. Este método reduz significativamente o tempo de recozimento.
Aplicações: Suitable for steels with stable austenite, such as high carbon steels (C > 0.6%), alloy tool steels, and high alloy steels (with total alloy content >10%). O recozimento isotérmico é benéfico para atingir microestrutura e propriedades uniformes. No entanto, não é adequado para componentes de aço de seção grande ou grandes lotes, pois é difícil garantir condições isotérmicas uniformes por toda parte.
Propósito:Semelhante ao recozimento completo, mas com transformações mais controladas.
Recozimento incompleto:
Processo:O aço é aquecido a uma temperatura entre Ac1 e Ac3 (para aços hipoeutetóides) ou entre Ac1 e Accm (para aços hipereutetóides), mantido e então resfriado lentamente para obter uma microestrutura próxima ao equilíbrio.
Aplicações:Usado principalmente para aços hipereutectoides para atingir uma estrutura de perlita esferoidal, que alivia o estresse interno, reduz a dureza e melhora a usinabilidade. Recozimento esferoidizante é uma forma de recozimento incompleto.
Recozimento de esferoidização:
Processo:O aço é aquecido a 20-30 graus acima de Ac1 e mantido por um curto período, geralmente 2-4 horas, seguido por resfriamento do forno ou manutenção isotérmica prolongada logo abaixo de Ar1.
Aplicações:Principalmente para aços eutetóides e hipereutetóides, como aços de ferramentas de carbono, aços de ferramentas de liga e aços de rolamento. O objetivo é produzir uma microestrutura onde os carbonetos são esferoidizados, resultando em perlita globular. Essa estrutura é mais macia e fácil de usinar e, durante a têmpera subsequente, o tamanho do grão de austenita permanece fino, reduzindo a tendência de deformação e rachaduras. Se houver uma rede de carbonetos no aço hipereutetóide, a normalização deve ser feita antes da esferoidização para garantir uma esferoidização bem-sucedida.
Propósito:Para reduzir a dureza, homogeneizar a estrutura e melhorar a usinabilidade na preparação para têmpera. Os métodos de recozimento de esferoidização incluem:
Recozimento de esferoidização simples:Aquecendo o aço a 20-30 graus acima de Ac1, mantendo por um período adequado, então resfriando lentamente no forno. A estrutura inicial deve ser perlita fina, sem redes de carboneto presentes.
Recozimento esferoidizante isotérmico:Após aquecimento e retenção, o aço é resfriado para um pouco abaixo de Ar1 para retenção isotérmica. Uma vez concluído, o aço é resfriado lentamente para cerca de 500 graus, depois resfriado a ar. Este método tem as vantagens de um ciclo curto, estrutura esferoidizada uniforme e qualidade controlável.
Recozimento de esferoidização cíclica.
Recozimento por difusão (recozimento por homogeneização):
Processo:O lingote de aço, fundido ou forjado é aquecido a uma temperatura ligeiramente abaixo do ponto de solidus e mantido por um longo período, seguido de resfriamento lento para eliminar a segregação da composição química.
Aplicações:Usado para aços de liga de alta qualidade e fundições ou lingotes de aço de liga com segregação significativa. Após o recozimento por difusão, é necessário recozimento total ou normalização para refinar a estrutura.
Propósito:Para eliminar a segregação dendrítica e a segregação regional formada durante a solidificação, obtendo uma composição e estrutura uniformes.
Recozimento para alívio de tensões:
Processo:O aço é aquecido a uma temperatura abaixo de Ac1 (geralmente 500-650 grau), mantido e então resfriado lentamente no forno.
Aplicações:Como a temperatura está abaixo de Ac1, esse método de recozimento não causa alterações microestruturais.
Propósito:Para eliminar tensões internas residuais.
Recristalização Recozimento:
Processo:Também conhecido como recozimento intermediário, o recozimento de recristalização envolve o aquecimento do metal trabalhado a frio a uma temperatura acima da temperatura de recristalização, mantendo-a por um tempo apropriado e, então, resfriando lentamente para aliviar o endurecimento por trabalho e o estresse residual.
Aplicações:Este processo é usado quando o metal sofreu significativa deformação plástica a frio e deve ser aquecido acima de uma certa temperatura para induzir a recristalização. A temperatura mais baixa na qual a recristalização ocorre é chamada de temperatura mínima de recristalização, geralmente 0.4 vezes o ponto de fusão do material.
Propósito:Para eliminar o encruamento e o estresse residual, transformando grãos deformados em grãos equiaxiais uniformes.
Seleção de métodos de recozimento
A escolha do método de recozimento geralmente segue estes princípios:
Recozimento completo:Normalmente selecionado para aços hipoeutectoides. Para tempo de recozimento reduzido, recozimento isotérmico pode ser usado.
Recozimento de esferoidização:Comumente usado para aços hipereutectoides. Se os requisitos não forem rigorosos, o recozimento incompleto pode ser selecionado. Aços para ferramentas e aços para mancais frequentemente passam por recozimento de esferoidização. Às vezes, aços de baixo ou médio carbono para extrusão a frio ou encabeçamento a frio também são esferoidizados.
Recristalização Recozimento:Escolhido para eliminar o encruamento.
Recozimento para alívio de tensões:Selecionado para eliminar tensões internas causadas por diversas etapas de processamento.
Recozimento por difusão:Frequentemente escolhido para aços-liga de alta qualidade e grandes peças fundidas de aço-liga para melhorar a microestrutura e a uniformidade química.
