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É uma condição aplicada ao metal ou liga,
por meio de deformação plástica a frio
ou de tratamento térmico, propiciando-lhe estrutura
e propriedades mecânicas características. A expressão
não tem qualquer ligação com a usada
nos produtos de aço (material tratado termicamente
para aumentar suas propriedades mecânicas).
Ainda que a resistência original possa ser aumentada
agregando-se certos elementos, as propriedades mecânicas
das ligas, com exceção de algumas para fundição,
não dependem apenas da sua composição
química. Semelhante a outros metais, o alumínio
e suas ligas endurecem e aumentam sua resistência
quando trabalhadas a frio, como, por exemplo, uma chapa
laminada. Além
disso, algumas ligas de alumínio possuem a valiosa
característica de responder ao tratamento térmico,
adquirindo resistências maiores do que as que podem
ser obtidas apenas no trabalho a frio. O gráfico
abaixo ilustra o efeito do trabalho a frio nas propriedades
mecânicas
da liga 3003, uma liga típica entre as que não
podem ser tratadas termicamente.
Desta forma, as ligas de
alumínio são divididas convenientemente em dois
grupos: as ligas “tratáveis” termicamente,
propiciando-lhes maior resistência, e as ligas “não-tratáveis”
termicamente, cuja resistência só pode ser aumentada
através do trabalho a frio. As ligas tratáveis
termicamente podem ser trabalhadas a frio e, posteriormente,
sofrer o tratamento térmico para o aumento da resistência
mecânica. As ligas não tratáveis termicamente
podem ser submetidas a tratamentos térmicos como de
estabilização e recozimentos plenos ou parciais.
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| Efeito
do trabalho a frio nas propriedades mecânicas
da liga 3003 |
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As têmperas são classificadas conforme a norma
NBR 6835 e de acordo com os processos a que são submetidos:
"F" (como fabricada), "O" (recozida),
"H" (encruada), "W" (solubilizada) e "T"
(tratada termicamente).
As ligas de alumínio são classificadas em “tratáveis
termicamente”, que respondem ao tratamento em solução,
e “não-tratáveis termicamente”,
cujas propriedades são melhoradas apenas com o trabalho
a frio. Os principais tipos de tratamento térmico são:
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É realizado em temperaturas ao redor de 500ºC
– dependendo da liga – e tem a função
de remover ou reduzir as segregações,
produzir estruturas estáveis e controlar certas
características metalúrgicas, como propriedades
mecânicas, tamanho de grão, estampabilidade,
entre outras. Na laminação a quente,
este tratamento pode ser executado concomitantemente
ao aquecimento das placas.
Dá às ligas que respondem a esse tratamento
térmico uma maior resistência mecânica.
O processo é o seguinte:
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1) |
O metal é aquecido uniformemente até
cerca de 500°C. A temperatura exata depende
de cada liga. O aquecimento ocasiona a dissolução
dos elementos de liga na solução
sólida (tratamento de solução); |
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2) |
Segue-se um resfriamento rápido, geralmente
em água, que previne temporariamente a
precipitação dos elementos da liga.
Esta condição é instável.
Gradualmente, os constituintes precipitam-se de
uma maneira extremamente fina (somente visível
por potentes microscópios), alcançando
o máximo efeito de endurecimento (envelhecimento).
Em algumas ligas isto ocorre espontaneamente depois
de alguns dias (envelhecimento natural). Outras
requerem um reaquecimento por algumas horas a
cerca de 175°C (tratamento de precipitação). |
As chapas são normalmente tratadas num banho
de sal fundido, que possui alta taxa de calor e fornece
suporte ao metal, prevenindo possíveis deformações
em altas temperaturas. Fornos com circulação
de ar forçado são geralmente utilizados
para perfis extrudados, tubos, forjados e peças
fundidas.
Entre os efeitos de um tratamento térmico completo
estão um aumento substancial no limite de resistência
à tração e uma redução
da ductilidade. Normalmente, o tratamento térmico
é precedido de uma operação de
conformação severa, se for necessária.
A maior parte das conformações podem
ser feita antes do tratamento de solução,
com um acerto posterior para corrigir distorções
não previstas que possam ocorrer durante
o resfriamento. Porém, preferencialmente,
a conformação
deve ser feita imediatamente após o tratamento
de solução, antes do envelhecimento.
Quando esta conciliação for difícil, é
possível retardar o envelhecimento mantendo
os componentes resfriados. Essa técnica é freqüentemente
aplicada em rebites para a indústria
de aviação.
O recozimento pleno é um tratamento térmico
em que se obtém as condições de
plasticidade máxima do metal (têmpera O),
correspondendo a uma recristalização total
do mesmo. O processo é o seguinte:
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- O metal é aquecido, geralmente na
faixa de 350°C, suficientemente para permitir
o seu rearranjo numa nova configuração
cristalina não deformada; |
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- Este processo de recristalização
remove o efeito do trabalho a frio e deixa o
metal numa condição dúctil.
O recozimento bem sucedido caracteriza-se somente
pela recristalização
primária; |
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- Deve-se evitar superaquecimentos que causam
coalescência e o crescimento exagerado dos
grãos, também chamada de recristalização
secundária, com a conseqüente tendência
de ser desenvolvido o defeito "casca de laranja"
nos trabalhos subseqüentes, principalmente
de estampagem. |
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| Granulagem
em função do encruamento e da recristalização |
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Este tipo de tratamento térmico corresponde a uma recristalização
parcial do material, permitindo a obtenção de
têmperas com alongamentos maiores. Esse processo favorece,
em alguns casos, o processo de estampagem, conferindo ao produto
final uma maior resistência mecânica. Pode ser
realizado entre as temperaturas de 200°C a 280°C,
dependendo da porcentagem de redução aplicada
na laminação a frio.
Nas ligas Al-Mg (série 5XXX), após alguns dias
em temperatura ambiente, ocorre uma perda de propriedades
mecânicas do material deformado a frio. Para contornar
esse inconveniente, aquece-se o material em temperaturas ao
redor de 150ºC para acelerar a recuperação
(têmperas H3X). Este tratamento alivia a tensão
residual dos materiais encruados e aumenta a resistência
à corrosão das ligas de AlMg.
Áreas Relacionadas
Propriedades mecânicas
Vantagens
Processos de produção
Aplicações
Consulte também:
Fundamentos do Alumínio e suas aplicações
Guia Técnico do Alumínio - Tratamento Térmico |
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