Endurecimento criogênico - Cryogenic hardening
O endurecimento criogênico é um processo de tratamento criogênico em que o material é resfriado a aproximadamente −185 ° C (−301 ° F), geralmente usando nitrogênio líquido . Pode ter um efeito profundo nas propriedades mecânicas de certos aços , desde que sua composição e tratamento térmico prévio sejam tais que retenham alguma austenita à temperatura ambiente. É projetado para aumentar a quantidade de martensita na estrutura cristalina do aço, aumentando sua resistência e dureza , às vezes à custa da tenacidade . Atualmente, esse tratamento está sendo usado em aços ferramenta, aços com alto teor de carbono e alto cromo e, em alguns casos, com metal duro para obter excelente resistência ao desgaste. Pesquisas recentes mostram que há precipitação de carbonetos finos (carbonetos eta) na matriz durante este tratamento, o que confere aos aços uma resistência ao desgaste muito elevada.
A transformação de austenita em martensita é realizada principalmente por meio de têmpera , mas em geral ela é levada cada vez mais para a conclusão conforme a temperatura diminui. Em aços de liga superior, como o aço inoxidável austenítico , o início da transformação pode exigir temperaturas muito mais baixas do que a temperatura ambiente. Mais comumente, uma transformação incompleta ocorre na têmpera inicial, de modo que os tratamentos criogênicos apenas aumentam os efeitos da têmpera anterior. No entanto, uma vez que a martensita é uma fase de não equilíbrio no diagrama de fases do carboneto de ferro, não foi demonstrado que o aquecimento da peça após o tratamento criogênico resulta na retransformação da martensita induzida de volta para austenita ou para ferrita mais cementita , anulando o efeito de endurecimento.
A transformação entre essas fases é instantânea e não depende da difusão , e também que este tratamento causa um endurecimento mais completo ao invés de moderar uma dureza extrema, ambos tornando o termo "revenido criogênico" tecnicamente incorreto.
O endurecimento não precisa ser devido à transformação martensítica, mas também pode ser realizado por trabalho a frio em temperaturas criogênicas. Os defeitos introduzidos pela deformação plástica nessas baixas temperaturas costumam ser bem diferentes dos deslocamentos que geralmente se formam à temperatura ambiente e produzem mudanças nos materiais que, de certa forma, se assemelham aos efeitos do endurecimento por choque . Embora esse processo seja mais eficaz do que o trabalho a frio tradicional, ele serve principalmente como um banco de ensaio teórico para processos mais econômicos, como forjamento com explosivos .
Muitas ligas que não passam pela transformação martensítica foram submetidas aos mesmos tratamentos que os aços - isto é, resfriadas sem provisões para trabalho a frio. Se algum benefício for observado em tal processo, uma explicação plausível é que a expansão térmica causa deformação menor, mas permanente, do material.
Veja também
- Formação a frio criogênica , possível com aços inoxidáveis austeníticos onde a ductilidade é mantida em temperaturas criogênicas
- Tratamento criogênico