Revista Industrial Heating - Jan a Mar/2015 by SF Editora

BRASIL

The International Journal Of Thermal Processing

Jan a Mar 2015

Fornos Atmosfera Dicas na Cementação e Têmpera

Ensaios de Tração a Quente 36 Manutenção em Sistemas a Vácuo 43 Ligas Biomédicas de Titânio 47

A maior e mais conceituada revista da indústria térmica www.revistaIH.com.br • www.industrialheating.com

Temos a melhor solução para seu processo industrial. Nossas ESTEIRAS TRANSPORTADORAS METÁLICAS possuem as melhores características técnicas como: flexibilidade, aplicação em altas ou baixas temperaturas, elevada resistência ao trabalho e maior vida útil. A DI MARTINO dispõe de um tipo de esteira para cada finalidade: sinterização, brasagem, têmpera, revenimento, austêmpera, cozimento de alimentos, alívio de tensões de vidro, secagem, encolhimento de termoplásticos, transportes em geral, com tração direta ou com corrente. NOSSAS ESTEIRAS SÃO PRODUZIDAS EM AÇO INOXIDÁVEL, AÇO CARBONO E LIGAS ESPECIAIS.

Esteira Balanceada (DMB)

Fabricadas com espiras esquerdas/direitas e pino transversal para seu perfeito assentamento e travamento.

ESTEIRAS TRANSPORTADORAS METÁLICAS - DI MARTINO

LÍDER NACIONAL EM ARAMES DE AÇO INOXIDÁVEL, FITAS E LIGAS ESPECIAIS PARA RESISTÊNCIAS ELÉTRICAS

Cestos Industriais Especiais

Operam em alta temperatura, fabricados em aços inoxidáveis com malhas e fios diversos. Acabamentos com abas da própria malha, podendo ser sem solda, soldados e barras laterais de reforço ou sob projeto.

Esteira Dupla (DMD)

Fabricadas com espiras sobrepostas, proporcionam menor deformação da malha/pinos quando submetida a elevada carga e alta temperatura.

Esteira Espinha de Peixe (DME)

Malha completamente fechada como uma mesa, superfície plana e especialmente para transporte de produtos pequenos e instáveis. Pode-se utilizar com abas da própria malha.

Esteira Reforçada (DMR)

Fabricadas com espiras alongadas que se entrelaçam com um eixo transversal entre elas e a extremidade dobrada para maior resistência e proteção lateral.

Acabamentos

Placas Laterais

Lateral Soldado

Lateral Laceado

Elos Laterais

Abas da Própria Malha

Placas, Arrastadores e Correntes Laterais

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Na Capa:

Forno câmara automatizado de cementação e têmpera. Imagem cedida como cortesia pelo Grupo Supertrat.

CONTEÚDO

JAN A MAR 2015 NÚMERO 26

ARTIGOS 36

Caracterização de Materiais / Teste

Ensaio de Tração a Quente - Melhorando a Eficiência

Tendências Atuais na Manutenção de Sistemas a Vácuo

Alyssia Bostrom e George Halpin - Applied Test Systems; Butler, Pensilvânia - EUA

No ambiente industrial atual, no qual tudo precisa ser rápido, ficar esperando para que uma amostra possa ser ensaiada pode causar atrasos que não são desejados no despacho de produtos e pode afetar de forma potencial os lucros trimestrais e anuais.

Geoff Humberstone - Metallurgical High Vacuum Corporation; Fennville, Michigan - EUA O retorno sobre o investimento pode ser maximizado pela redução de paradas não planejadas por meio de uma manutenção preditiva/preventiva. Com a aplicação de manutenção preditiva, estes tipos de interrupções se tornarão raros.

Tratamento Térmico

Tratamento Térmico de Não Ferrosos

Faça o seu Forno de Atmosfera Trabalhar por Você: Dicas do Ofício de Cementação e Têmpera Rene Alquicer, Aymeric Goldsteinas e Craig Moller Ipsen; Cherry Valley, Illinois - EUA

Considerando o processo de fabricação como um todo, o tratamento térmico é consistentemente visto como uma etapa crítica para adicionar valor às peças produzidas. Além disso, sem um tratamento térmico confiável e repetível, é impossível atingir uma competitividade considerando os custos de fabricação como um todo. 6 JAN A MAR 2015

Vácuo / Tratamento de Superfície

Industrial Heating

O efeito de diferentes tratamentos termomecânicos na estrutura, microestrutura e em algumas propriedades mecânicas de ligas de Ti-15Zr-Mo foi analisado. Os resultados indicaram que os mesmos foram efetivos para alterar a estrutura destas ligas.

www.revistalH.com.br

JAN A MAR 2015 7

BRASIL

EQUIPE DE EDIÇÃO BRASILEIRA S+F Editora (19) 3288-0437 ISSN 2178-0110 Rua Ipauçu, 178 - Vila Marieta, Campinas (SP) www.sfeditora.com.br www.revistaIH.com.br Udo Fiorini Editor, udo@revistaIH.com.br • (19) 99205-5789 Sunniva Simmelink Diretora Comercial, sunniva@revistaIH.com.br • (19) 99229-2137 André Gobi Jornalista, andre@revistaIH.com.br Mariana Maia Diagramadora, redacao@revistaIH.com.br Mariana Peron Revisão de Textos, redacao@revistaIH.com.br Paula Fernanda da Silva Farina Tradução, redacao@revistaIH.com.br

ESCRITÓRIO CORPORATIVO NOS EUA Manor Oak One, Suite 450, 1910 Cochran Road, Pittsburgh, PA, 15220, EUA Fone: +1 412-531-3370 • Fax: +1 412-531-3375 • www. industrialheating.com

DEPARTAMENTOS 08 Índice de Anunciantes 12 Indicadores Econômicos 14 Eventos 18 Notícias

20 Produtos 28 CSFEI - ABIMAQ 28 ABM 29 SAE Brasil

ÍNDICE DE ANUNCIANTES Empresa

Página

Site

ABM Week

www.abmbrasil.com.br/abmweek2015

Böhler Uddeholm

www.bohler-brasil.com.br

Champwil

jjsimmelink@gmail.com

Cor-met

www.cor-met.com

Di Martino Indústrias Metalúrgicas

www.dimartino.com.br

Durferrit do Brasil Química

www.durferrit.com.br

Expoaço 2015

www.acobrasil.org.br/congresso2015

Feimafe

www.feimafe.com.br

G-M Enterprises

2ª Capa

www.gmenterprises.com

Grupo Aprenda

17, 25

www.grupoaprenda.com.br

Inductotherm Group Brasil

www.inductothermgroup.com.br

Darrell Dal Pozzo Senior Group Publisher, dalpozzod@bnpmedia.com • +1 847-405-4044

Intermach

www.intermach.com.br

MDA South América

www.mda-southamerica.com.br

EDIÇÃO E PRODUÇÃO NOS EUA

Movimat Nordeste

www.movimatne.com.br

Reed Miller Publisher Associado/Editor - M.S. Met. Eng., reed@industrialheating.com • +1 412-306-4360 Bill Mayer Editor Associado, bill@industrialheating.com • +1 412-306-4350 Brent Miller Diretor de Arte, brent@industrialheating.com • +1 412-306-4356

Movimat São Paulo

www.expomovimat.com.br

Presstrade

www.presstrade.com

Rolled Alloys

www.rolledalloys.com

RL Metais

rodolfolibardi@gmail.com

REPRESENTANTE DE PUBLICIDADE NOS EUA

Seco Warwick do Brasil

4ª Capa

www.secowarwick.com

Thermprocess

3ª Capa

www.thermprocess-online.com

Kathy Pisano Diretora de Publicidade, kathy@industrialheating.com +1 412-306-4357 - Fax: +1 412531-3375

DIRETORES CORPORATIVOS John R. Schrei Edição Rita M. Foumia Estratégia Corporativa Michelle Hucal Implementação de Conteúdo Michael T. Powell Criação Scott Krywko Tecnologia da Informação Lisa L. Paulus Finanças Scott Wolters Conferências e Eventos Marlene Witthoft Recursos Humanos Vincent M. Miconi Produção

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8 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

Curta nossa página no Facebook: www.facebook.com/RevistaIH. São atualizações diárias sobre o mercado de tecnologias térmicas.

› CONSULTAS

Está cada vez mais crescente o número de consultas para indicação de fornecedores de equipamentos e serviços. Cadastre sua empresa em nosso site e receba os pedidos de cotação gratuitamente.

› VEJA TAMBÉM

Conheça também o outro título publicado pela S+F Editora destinado ao setor metalúrgico, a revista Forge, que atende aos interesses do forjador, do usuário de forjados e do provedor de equipamentos, insumos e serviços. Acesse www.revistaFORGE.com.br.

› FALE COM A GENTE!

Envie suas dúvidas, opiniões e sugestões sobre o conteúdo desta edição para o e-mail IH@revistaIH.com.br. Entre em contato, a Industrial Heating valoriza o que você pensa!

CONTEÚDO

JAN A MAR 2015

COLUNAS 10 11 21 22 24

Editorial Novas Ideias

Princípios básicos de proteção à propriedade intelectual (PI) para ajudar a proteger novas tecnologias.

25 26

Internacional Profissionalização e Conca-

Indução Aquecimento por Indução - Parte II

Neste artigo iremos tratar das bobinas de indução, ou indutores, como são chamadas popularmente.

Metalurgia do Pó Compactação: Etapa Crítica do Processo

A técnica mais utilizada é a compactação uniaxial que permite a fabricação de peças seriadas com grande precisão dimensional e peso, que vai de poucas gramas até peças com até 5kg.

Pesquisa e Desenvolvimento Desafios Perante a Crise

É em épocas de muita concorrência e baixa atividade econômica que as oportunidades de inovação têm uma maior importância para os negócios.

tenação na China

No total, são mais de 10.000 instalações de tratamento térmico na China, sendo que cerca de 3.000 são instalações de tratamento térmico comercial.

a Contornar a Crise?

Um dos recursos a que as empresas recorrem em períodos como este é o desligamento de certos e determinados fornecedores.

Editorial Novo Ano, Novo Visual, Nova Casa

Nesta primeira edição de 2015 da revista IH temos algumas novidades para registrar e comemorar.

Panorama Legal Como o Direito Ajudaria

Siderurgia A Hora e a Vez do Alumínio?

Pioneiros Carlos Paulo Rauscher

O uso intensivo de alumínio na carroceria dos automóveis não é uma ideia exatamente nova.

Carlos Rauscher, autêntico pioneiro, foi, por mais de 35 anos, diretor técnico da Brasimet.

Doutor em Tratamento Térmico Elementos Residuais e suas Influências

Como tratadores térmicos, nós precisamos estar atentos ao que são elementos residuais e como eles podem afetar as nossas operações de tratamento térmico. www.revistalH.com.br

JAN A MAR 2015 9

EDITORIAL EUA

Novas Ideias

J REED MILLER Associate Publisher/Editor +1 412-306-4360 reed@industrialheating.com

1930

1950

aneiro foi nosso mês de focar em novas tecnologias (edição dos EUA). Sendo assim, para te ajudar a proteger as suas novas tecnologias, nós iremos falar sobre os princípios básicos de proteção à propriedade intelectual (PI). De acordo com a revista FORTUNE, 88% do valor das grandes empresas está baseado nas suas marcas. Um advogado citado no artigo diz que, infelizmente, muitas empresas estão “dormindo no ponto” e não estão protegendo os seus ativos. Uma das mudanças que a “Leahy-Smith America Invents Act” (lei federal dos Estados Unidos que muda o sistema de patentes no país a partir de um “primeiro a inventar” para um “primeiro inventor a registar”, eliminando o processo de interferência) apresentou é que não adianta você provar que inventou algo para que isto te pertença. De acordo com a America Invents, o primeiro a depositar uma patente, geralmente, será o vencedor. Este é outro fator pelo qual “estar dormindo no ponto” pode prejudicar você ou sua empresa. Durante todo o ano de 2009 e em parte de 2010, o advogado de patentes e metalurgista Thomas Joseph informou nossos leitores quanto à escala total de proteção da PI. Estes blogs podem ser encontrados em: www.industrialheating.com/IPblogs. Apesar deste material já ter cinco anos, estes blogs ainda podem ser um bom lugar para se aprender, especialmente se você tiver alguma dúvida em um tópico específico. Fazendo uma breve revisão, há quatro tipos principais de PI: patentes, marcas registradas, direitos autorais e segredos comerciais. Para o nosso tipo de indústria, a proteção por patente é a forma mais importante de PI. No seu blog, Joseph diz: “As patentes protegem as invenções, seja de produtos, processos ou composições do material OU qualquer melhoria relacionada a isso. As patentes fornecem aos proprietários o direito de excluir outros seja de fazer, utilizar, vender, oferecer para venda ou importar o produto da invenção da patente”. A proteção pela patente dura 20 anos a partir da data na qual a mesma foi depositada. As patentes são

emitidas pelo United States Patent and Trademark Office (USPTO) e são suportadas pelas cortes federais. Os três tipos diferentes de patentes são as patentes de utilidade, projeto e planta. A patente de utilidade é a mais comum. Assim como o nome indica, a patente de utilidade protege as invenções “utilizáveis” e pode proteger produtos, processos e composições dos materiais, bem como quaisquer melhorias relacionadas a isso. As patentes de projeto (com duração de 14 anos) protegem características novas, originais e ornamentais de um produto. Frequentemente consideradas como sendo menos importantes do que a patente de utilidade, elas são algumas vezes negligenciadas. Em alguns casos, entretanto, as patentes de projeto podem ser uma forma bastante efetiva de propriedade intelectual. Como uma invenção talvez possa ter características desejáveis tanto de utilização quanto estética, um inventor pode procurar tanto por uma patente de projeto quanto de utilidade, podendo ocorrer uma sobreposição entre a proteção pela patente de projeto e a proteção de direitos autorais. Os direitos autorais protegem um trabalho original de um autor (por exemplo, um programa de computador). Uma marca registrada é uma palavra, frase, símbolo ou projeto que distingue os produtos de um negócio dos seus competidores. Os acordos de não divulgação são utilizados para manter as marcas em segredo, dando à empresa uma vantagem competitiva.

Uma Nova Aparência

Você deve ter percebido que a Industrial Heating está com uma aparência diferente. 2015 traz um novo projeto. Nós esperamos que você goste desta aparência nova e mais leve. Você também notará o nosso novo logotipo. As colunas e artigos também têm uma nova aparência, a qual você perceberá em praticamente todas as páginas. Sente-se por um instante e verifique. Os leitores que nos acompanham há algum tempo talvez curtam a nossa viagem pela memória na faixa ao lado e abaixo. Desejo a você um bom ano novo. August 2013

HEAT TREAT SHOW ISSUE # 1

The International Journal of Thermal Processing

JANUARY 2015

HeatTreating’s

Show/Technology Profiles p.66

28 ALookattheNorthAmericanHeat-TreatingWorld

1970

1990

2000

Controlling Nitriding, FNC p.37 Induction with HMFP p.43 Automated Microhardness p.51 Eliminate Mercury Emissions p.55 Ultra-Low-NOx Burner p.61

2010

Cover No Label.indd 1

10 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

Publication The Largest And Most Preferred Industry Publication www.industrialheating.com

Vol. LXXXI • No. 8 Periodical Class

7/29/13 2:08 PM

INSIDE

25 Keeping Hot with PIES 32 CombustionSafeguards 35 RockwellHardnessEvolution 38 Technology Spotlights A

Publication • Vol. LXXXIII • No. 1

2015

EDITORIAL BRASIL

Novo Ano, Novo Visual, Nova Casa

N UDO FIORINI Editor 19 99205-5789 udo@revistaIH.com.br

esta primeira edição de 2015 da revista IH temos algumas novidades para registrar e comemorar. A principal delas está estampada na capa. O novo logo traz uma moderna identificação para a quase centenária publicação. E não somente a logomarca foi modernizada, toda a revista foi repaginada. Desde a sua fundação, em 1931, a Industrial Heating Magazine passou por várias alterações em sua apresentação gráfica. As evoluções de tempos em tempos das capas podem ser visualizadas nesta edição, no editorial de Reed Miller, editor da revista nos Estados Unidos. Outra novidade é a nova sede da revista Industrial Heating no Brasil. Desde o início de Janeiro, estamos em um novo endereço em Campinas (SP). Além do maior espaço para redação, diagramação e administração, o novo prédio conta com salas que deverão possibilitar a realização de cursos e treinamentos de turmas reduzidas por conta do Grupo Aprenda, divisão da S+F Editora. Além disso, oferece a possibilidade de utilização como área para exposição e uso de equipamentos de laboratório metalográfico, por exemplo. O ano promete muita atividade no setor. Já em Março aconteceu o II Seminário de Processos de Tratamento Térmico de Aços, em Brusque, Santa Catarina, no auditório e dependências da empresa fabricante de autopeças Zen. Vale ressaltar que em Janeiro ocorreu o curso Metalurgia do Pó. Você, leitor, poderá ver matérias com a cobertura de ambos nesta edição. Além destes, ainda estão programados outros importantes eventos que movimentarão os princi-

Prof. Dr. Rodolfo Libardi (UNIMEP), Mário Monteiro (Grupo Setorial de Metalurgia do Pó) e Udo Fiorini (Grupo Aprenda e revista Industrial Heating)

pais profissionais do setor de tratamentos térmicos do país. Dentre os quais, destaco os seminários: II Seminário de Tecnologias de Tratamento Térmico a Vácuo, em Maio; I Seminário de Aquecimento por Indução na Metalurgia, em Julho; I Seminário de Nitretação a Plasma e Convencional, agendado para Setembro; e o III Seminário de Tecnologia do Forjamento, em Novembro. Veja calendário completo, incluindo os cursos, nesta edição. Em Junho acontecerá, na Alemanha, mais uma edição da Thermprocess, feira de destaque mundial do setor de processamento térmico. Realizada a cada 4 anos em conjunto com as feiras Gifa, Metec e Newcast, a exposição será realizada na cidade de Düsseldorf, de 16 a 20 daquele mês. Estaremos visitando esta feira e dedicaremos uma reportagem especial sobre ela nas próximas edições. Isso mostra nosso compromisso de, cada vez mais, manter nossos parceiros (e a nós mesmos, evidentemente) atualizados sobre as novas tendências acerca das tecnologias térmicas, proporcionando conteúdo teórico e prático. Aliás, por falar em conteúdo, lhes concedo um breve parecer sobre os artigos que apresentamos nesta edição. O artigo “Ensaio de Tração a Quente”, escrito por Alyssia Bostrom e George Halpin, da Applied Test Systems, expõe formas para melhorar a eficiência neste processo. Já “Faça o seu Forno de Atmosfera Trabalhar por Você”, de Rene Alquicer, Aymeric Goldsteinas e Craig Moller, da Ipsen, apresenta dicas sobre cementação e têmpera. “Tendências Atuais na Manutenção de Sistemas a Vácuo”, de autoria de Geoff Humberstone, representando a Metallurgical High Vacuum Corporation, mostra como seu investimento pode ser maximizado por meio de manutenção preventiva. Gostaria de chamar sua atenção para o artigo “Efeito de Tratamentos Termomecânicos na Microestrutura de Ligas Biomédicas de Ti-15Zr-Mo”. Primeiramente, destaco por ser um artigo nacional de altíssima qualidade, de autoria de Diego Nespeque Correa, doutorando da UNESP, com apoio de uma equipe de pesquisadores. Outro ponto a ressaltar é que este trabalho foi o vencedor do Prêmio Industrial Heating concedido aos palestrantes do evento TTT 2014. Outro destaque especial nesta edição é a coluna escrita por Arlen Luo, editor da IH na China. Chamamos sua atenção para os seus comentários sobre o tamanho do mercado daquele país. Arlen cita o número de empresas prestadoras de serviços de tratamentos térmicos existentes na China. São dados impactantes. Tenha uma boa leitura! www.revistalH.com.br

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Indústria & Negócios

Novidades

INDICADORES ECONÔMICOS NÚMERO DE CONSULTAS

NÚMERO DE PEDIDOS

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do mercado de tecnologias térmicas. Foram

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0,0

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-1,0 -1,0

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0,3

abr a jun/14

jul a set/14

out a dez/14

1) O número de consultas de clientes

-1,3

mudou de Outubro para Dezembro de 2014? Defina um ponto na escala entre -10 a +10.

jan a mar/14

CARTEIRA 5,0

4,0

3,0

2,0 1,0

jul a set/14

out a dez/14

0,4

0,0

ponto na escala entre -10 a +10. 3) Como mudou a sua carteira de pedidos de Outubro para Dezembro de 2014? Defina um ponto na escala entre -10 a +10.

1,0

4) Olhando o futuro próximo, na sua

0,0 -0,1

-2,0

-1,0 -2,0

-1,4

-3,0

-4,0

-5,0

- 1,1

- 0,5

- 0,8

12 JAN A MAR 2015

abr a jun/14

jul a set/14

Industrial Heating

out a dez/14

opinião, como deve se comportar o mercado da indústria de tecnologias térmicas nos próximos 30 dias? Defina um ponto na escala entre -10

-5,0 jan a mar/14

2) O número de pedidos de clientes mudou de Outubro para Dezembro de 2014? Defina um

FUTURO

2,0 0,6

abr a jun/14

FUTURO

5,0

feitas as seguintes perguntas aos cadastrados em nosso banco de dados:

-5,0 jan a mar/14

-1,0

0,3

0,1

-2,0

-3,0

feita com os nossos leitores quanto à tendência (de crescimento ou diminuição) dos números

3,0 1,0

Confira o resultado da pesquisa de opinião

jan a mar/14

abr a jun/14

jul a set/14

out a dez/14

a +10.

Indústria & Negócios

Novidades

Oststrasse 1 · D-77694 Kehl · Germany · Phone +49 7851 93 76-0 · Fax +49 7851 93 76-76 info@presstrade.com · www.presstrade.com www.revistalH.com.br

JAN A MAR 2015 13

Indústria & Negócios

Novidades

EVENTOS Abril 08-10

EBRATS - Encontro e Exposição Brasileira de Tratamentos de Superfície Expo Center Norte, São Paulo (SP) www.ebrats.org.br/2015

Abril 16-17

Curso: Manutenção e Segurança em Fornos Industriais EATON, Valinhos (SP) www.grupoaprenda.com.br

Junho 26 Curso: Metalografia de Metais Ferrosos UNIMEP, Santa Bárbara D’Oeste (SP) www.grupoaprenda.com.br Julho 22-23 I Seminário de Aquecimento por Indução na Metalurgia Senai, Osasco (SP) www.grupoaprenda.com.br

Agosto 06-07

Abril 27-30 Interwire 2015 Georgia World Congress Center - Atlanta, EUA www.wirenet.org/events/20-wai-article/153-interwire

Curso: Introdução ao Tratamento Térmico e Metalografia EATON, Valinhos (SP) www.grupoaprenda.com.br

Maio 08

Agosto 17-21

Curso: Metalografia e Propriedades Mecânicas dos Ferros Fundidos UNIMEP, Santa Bárbara D’Oeste (SP) www.grupoaprenda.com.br

ABM Week Riocentro, Rio de Janeiro (RJ) www.abmbrasil.com.br/abmweek2015

Maio 18-23

INTERMACH 2015 Pavilhões Expoville, Joinville (SC) www.intermach.com.br

FEIMAFE 2015 Pavilhão de Exposições do Anhembi, São Paulo (SP) www.feimafe.com.br

Maio 20-22 IFHTSE 2015 Laguna Palace Hotel, Veneza, Itália www.ifhtse.org

Maio 28

II Seminário de Tecnologias de Tratamento Térmico a Vácuo IPEN, Instituto de Pesquisas Nucleares, São Paulo (SP) www.grupoaprenda.com.br

Junho 16-20 Gifa - Metec - Thermprocess - Newcast Düsseldorf, Alemanha www.thermprocess-online.com 14 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

Setembro 01-04

Setembro 24 Curso: Tratamentos Térmicos de Ferramentas Grupo Aprenda, Campinas (SP) www.grupoaprenda.com.br

Setembro 28-01

Fenaf 2015 Expo Center Norte, São Paulo (SP) www.fenaf.com.br

Outubro 06-08

Tubotech São Paulo Expo, São Paulo (SP) www.tubotech.com.br A S+F Editora não se responsabiliza por alterações em data, local e/ou conteúdo dos eventos.

Novidades

Indústria & & Negócios

ESTIVEMOS PRESENTES Curso Teórico e Prático sobre Metalurgia do Pó Reuniu 30 Participantes

RL METAIS Serviços de Ensaios, Análises e Inspeção Ensaios e análises realizados em equipamentos com certificados de calibração e assessoria na interpretação dos resultados dos relatórios.

Participantes durante palestra do engenheiro mecânico Mário Monteiro

Em 30 de Janeiro, nas dependências da UNIMEP (Universidade Metodista de Piracicaba), em Santa Bárbara D’Oeste (SP), ocorreu o curso Metalurgia do Pó, organizado pelo Grupo Aprenda e que contou com 30 participantes. Os instrutores do curso foram Mário Monteiro, engenheiro mecânico com mais de 25 anos de experiência atuando na área e membro do Grupo Setorial de Metalurgia do Pó, e Rodolfo Libardi, professor responsável pelo Laboratório de Materiais da UNIMEP, com ampla experiência na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica. Um dos diferenciais do curso foram as aulas práticas no Laboratório de Materiais, onde os participantes puderam sanar suas dúvidas e aplicar os conhecimentos obtidos durante as aulas teóricas. Os alunos foram divididos em três grupos, de modo que todos pudessem ter acesso com tempo suficiente aos instrumentos do laboratório. Foram apresentados os seguintes temas: - Introdução: Histórico; Grupo Setorial de Metalurgia do Pó; Impacto Ambiental; Fluxograma do Processo; - Materiais: Processos de fabricação de pós metálicos; Misturas de pós metálicos; Principais ensaios e normas; Seleção de materiais; - Compactação: Tipos de compactação; Ferramental; Prensas; Formas preferenciais; - Sinterização: Aspectos gerais; Fornos de sinterização; Atmosferas; Preparação de amostra para análise; Análise de peças em laboratório; - Operações Posteriores: Convencionais; Específicas de peças sinterizadas; - Controle de qualidade em peças sinterizadas; - Estudo de casos; - Sinterizado forjado; Moldagem de pós por injeção; - Novos desafios da Metalurgia do Pó; O evento foi patrocinado pelo Grupo Setorial de Metalurgia do Pó e contou com apoio da Revista Industrial Heating, Sindisuper, UNIMEP e ABIMAQ/CSFEI.

ENSAIOS

Tração (1kgf a 100.000kgf) Impacto (temperatura ambiente é de 25°C a -100°C) Achatamento, dobramento e ensaio de compressão Corrosão (práticas ASTM E262 E ASTM G48) Temperabilidade Jominy (têmpera + dureza em 1/16”)

ANÁLISE DE FALHAS ANÁLISE QUÍMICA INSPEÇÃO

Líquidos Penetrantes Partículas Magnéticas (Técnica do Yoke) Ultrassom

METALOGRAFIA

Macrografia Micrografia de aços comuns, baixa-liga e ferros fundidos Micrografia de aço inoxidável, alta-liga e não ferrosos

DUREZA

Dureza Rockwell Normal e Superficial Microdureza Vickers (10 A 2000 gf) Dureza Brinell até 3000 kgf (19) 98162-8494 ● rodolfolibardi@gmail.com www.revistalH.com.br

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Indústria & Negócios

Novidades

ESTIVEMOS PRESENTES 90 participantes compareceram ao II Seminário de Processos de Tratamento Térmico de Aços O II Seminário de Processos de Tratamento Térmico de Aços foi realizado durante os dias 12 e 13 de Março, nas dependências da empresa ZEN S.A., localizada na cidade de Brusque (SC). O evento, organizado pelo Grupo Aprenda com duração de dois dias, contou com a presença de participantes de várias estados do Brasil inclusive de países vizinhos na América do Sul, como Argentina, Colômbia e Peru. A coordenação foi de Carlos Humberto Sartori, engenheiro metalurgista e mestre em Engenharia Metalúrgica, que atua como Gerente Técnico Comercial da Böhler Uddeholm do Brasil, além de lecionar na FA-

TEC de Osasco (SP); e de Luiz Roberto Hirschheimer, engenheiro metalurgista com larga experiência no ramo de tratamentos térmicos, sócio-proprietário da Hirschheimer Serviços Ltda., empresa especializada em consultoria. O Seminário foi dividido em módulos, nos quais os processos e temas foram apresentados por especialistas do ramo, intercalados com apresentações técnicas ministrados por profissionais de empresas fornecedoras de equipamentos, componentes e serviços da área, todos com ampla experiência. Além das apresentações, que promoveu o compartilhamento de conhecimento entre

Participantes do II Seminário de Processos de Tratamentos Térmicos de Aços, realizado nos dias 12 e 13 de Março nas dependências da Zen S. A. em Brusque/SC

16 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

profissionais e networking, os participantes puderam realizar visita técnica na fábrica da ZEN. Divididos em dez grupos, conheceram as instalações da fábrica, acompanhados por técnicos da empresa. O primeiro dia contou com as seguintes apresentações: Metalurgia Física dos Aços Carlos Humberto Sartori; Processos Termoquímicos - João Carmo Vendramim; Cementação a Baixa Pressão - Thomas Kreuzaler; Visita técnica na fábrica da empresa ZEN. Já no segundo dia ocorreram as apresentações: Cementação e Carbonitretação Luiz Roberto Hirschheimer; Nitretação por Plasma Pulsado - Edson Bruch; Simulação em Tratamento Térmico - Alisson Duarte; CQI-9 e o OEE - Pierre Pereira, Edésio Peirão, Fernando Fey Probst e Cristiano Foppa (ZEN); Austempera e o Tratamento Térmico para ADI - Gustavo Scarpim; Atmosfera e Segurança - Antonio Carlos Gomes; Meios de Resfriamento - Eliana B. M. Netto; Falhas e Distorções - Carlos Humberto Sartori. O evento foi apoiado pelas seguintes instituições: Revista Industrial Heating, Sindisuper, Abimaq/CSFEI. Contou ainda com os seguintes patrocinadores: Patrocínio Diamante: ZEN S.A.; Patrocínio Prata: Seco Warwick e JMatPro; Patrocínio Bronze: Bohler Uddeholm, ASTT - Aichelin Group, Tecnotêmpera, Isoflama, Nitrion e Houghton.

CALENDÁRIO 2015 - MATRÍCULAS ABERTAS

CURSOS

SEMINÁRIOS

Data

Evento

Local

28 de Maio

II Seminário de Tecnologias de Tratamento Térmico a Vácuo

IPEN - Instituto de Pesquisas Energéticas Nucleares - São Paulo/SP

22 e 23 de Julho

I Seminário de Aquecimento por Indução na SENAI - Osasco/SP Metalurgia

09 e 10 de Setembro

I Seminário de Nitretação a Plasma e Convencional

UDESC - Joinville/SC IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas - São Paulo/SP

26 e 27 de Novembro III Seminário de Tecnologia do Forjamento

16 e 17 de Abril

Manutenção e Segurança em Fornos Industriais

EATON - Valinhos/SP

08 de Maio

Metalografia e Propriedades Mecânicas dos Ferros Fundidos

UNIMEP - Santa Bárbara D’Oeste/SP

26 de Junho

Metalografia de Metais Ferrosos

UNIMEP - Santa Bárbara D’Oeste/SP

06 e 07 de Agosto

Introdução ao Tratamento Térmico e Metalografia

EATON - Valinhos/SP

24 de Setembro

Tratamentos Térmicos de Ferramentas

Campinas/SP

09 de Outubro

Ensaios de Tração, Impacto e Dureza

UNIMEP - Santa Bárbara D’Oeste/SP

05 e 06 de Novembro

Metalografia e Propriedades dos Tratamentos Térmicos e Termoquímicos

UNIMEP - Santa Bárbara D’Oeste/SP

Atenção: as datas e locais dos eventos podem sofrer alteração. Consulte nosso site (www.grupoaprenda.com.br) e fique atualizado sobre as alterações nas turmas acima. Patrocine os eventos realizados pelo Grupo Aprenda e coloque sua empresa em destaque. Os eventos organizados pelo Grupo Aprenda são realizados por profissionais especializados dentro de cada campo de atuação dos temas envolvidos. Anos de interação no meio industrial específico de cada área foram suficientes para identificar excelências da sabedoria que não podem deixar de compartilhar seus conhecimentos.

Para mais informações, contate-nos! (19) 3288.0437 - (19) 99229.2137 contato@grupoaprenda.com.br www.grupoaprenda.com.br

Indústria & Negócios

Novidades

NOTÍCIAS PTI oferta serviços de Tratamento Térmico para o mercado

A PTI (Power Transmission Industries do Brasil), por meio da divisão PTI Service, está ampliando sua oferta de serviços ao mercado, oferecendo diversos tipos de tratamento térmico também para clientes externos, destiForno poço de cementação da PTI nados à indústria metal mecânica e para componentes de máquinas em geral. De acordo com o gerente de vendas, Dalton Pelosini Jr., os serviços oferecidos pela PTI atendem à norma ISO 6336 parte 5, referência para as especificações e procedimentos em tratamentos térmicos de eixos e engrenagens. Entre os tratamentos oferecidos pela PTI Service estão: recozimento, normalização, têmpera, revenimento, beneficiamento e cementação gasosa. “Contamos com um completo laboratório próprio que auxilia no controle do processo e liberação final dos produtos através de análise criteriosa dos corpos de prova, e contamos, ainda, com processos auxiliares como jateamento de peças e desempeno de eixos”, acrescenta o gerente.

ALD Dynatech fornecerá forno a vácuo para empresa indiana do setor aeroespacial

Fabricante de fornos a vácuo, a ALD Dynatech, baseada na Índia, recebeu uma encomenda de um forno de brasagem de alto vácuo da Hindustan Aeronautics Ltd., empresa indiana atuante na indústria aeroespacial. O forno tem uma efetiva zona quente de 900mm x 900 mm x 1.200mm. O mesmo está em conformidade com as normas internacionais de brasagem, especificação 2750E AMS e exigências Nadcap para tratamento térmico. A temperatura na zona de aquecimento é controlada por um sistema CLP/SCADA auto-ajustável. A instalação do equipamento está agendada para Setembro de 2015.

Carbolite-Gero leva tecnologia de fornos para os EUA

A Carbolite GmbH, divisão alemã de vendas da Carbolite Ltd., fabricante britânica de fornos industriais, se juntou à Gero Hochtemperaturöfen para formar uma nova empresa, a Carbolite-Gero GmbH & Co. KG. A fusão disponibilizou os sistemas de alta temperatura e forno a vácuo da Gero na América do Norte. Os fornos da empresa, especializada em aplicações de tratamento térmico até 3000°C, de vácuo e outras atmosferas modificadas, são comumente usados na Europa por empresas dos setores aeroespacial, químico, de energia e materiais avançados. Como resultado da fusão, a Verder Scientific Inc., a subsidiária americana da Verder Scientific, sob a qual opera a Carbolite Gero, agora oferece equipamentos Retsch, Carbolite e Carbolite Gero, disponibilizando gerentes treinados para atender às necessidades dos clientes. 18 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

Atlas Copco inaugura Museu de Ferramentas em Barueri (SP)

A Atlas Copco Ferramentas inaugurou, no final de 2014, um museu onde apresenta 15 ferramentas produzidas pela empresa desde a sua fundação, em 1873. O Martelete Pneumático R2B foi fabricado em 1893 e é a ferramenta mais antiga em exposição. A ferramenta mais atual exposta no painel, montado na forma de linha do tempo, é uma apertadeira eletrônica, de 2011. Algumas das ferramentas expostas no museu, que fica no acesso à unidade da Atlas Copco, em Barueri (SP), foram resgatadas na própria empresa. É o caso da chave de impacto LMS, de 1940, que estava sob os cuidados de um funcionário. Após conhecer o passado das ferramentas Atlas Copco, o visitante se depara com o futuro, na Application Room, que apresenta tecnologias de montagem. Um pouco do museu e da história da Atlas Copco podem ser vistos no vídeo disponível através do link: www.youtube.com/watch?v=i0xqwCahGtg&feature=youtu.be.

Starrett investe R$ 20 milhões na linha de produção do aço Bi-metal

A Starrett, empresa produtora de serras, ferramentas e instrumentos de medição, investiu R$ 20 milhões na ampliação da linha do aço Bi-metal Unique, na fábrica de Itu (SP). A matéria-prima, patenteada pela Starrett, é utilizada na fabricação de serras. “São R$ 20 milhões investidos no Brasil para poder atender à demanda do mercado nacional e de exportação”, afirma o diretor de marketing da América Latina, Christian Arntsen. A novidade vai aumentar a capacidade de produção do aço Bi-metal Unique em até três vezes e impulsionará a exportação de serras acabadas para a América Latina e para o mundo.

EMME Brasil passa a representar empresa alemã Messe Düsseldorf no país A empresa Messe Düsseldorf, promotora de eventos a nível global, nomeou como seu novo representante a Emme Intermediação de Negócios Ltda., voltada à organização e representação de feiras de negócios. Durante café da manhã realizado no final do mês de Fevereiro, em São Paulo, com a presença do Sr. Friedrich-Georg Kehrer, diretor de projetos da Messe Düsseldorf, a Emme divulgou a feira Thermprocess e apresentou sua equipe, que a partir de agora estará cuidando dos interesses da Messe no Brasil. Mais informações podem ser obtidas no site www.emmebrasil.com.br.

Sr. Friedrich-Georg Kehrer e Udo Fiorini, editor da revista Industrial Heating

Indústria & Negócios

Novidades

NOTÍCIAS Perfil Térmico terá sua internacionalização apoiada pelo SEBRAE

Fornos Jung terá operação nos Estados Unidos

Toyota investe R$ 100 milhões em Sorocaba (SP)

AFC-Holcroft fará reconstrução de forno para fornecedor automotivo

A Perfil Térmico, empresa com unidades em Santa Catarina e Paraná, que vem atuando no mercado de aquecimento e isolamento industrial há quase 33 anos, foi uma das 50 empresas selecionadas pelo Sebrae (SC) para integrar a primeira edição do projeto ExportaSC. Este projeto de internacionalização de empresas catarinenses tem o objetivo de preparar as micro e pequenas empresas para operar no mercado norte-americano. A empresa vai se estabelecer nos Estados Unidos com todo o apoio e suporte em um programa de incubação que inclui a capacitação de empreendedores, visitas técnicas, suporte administrativo, jurídico, fiscal, marketing, comercialização, operação e logística.

Vista aérea da fábrica em Sorocaba

A Toyota anunciou, no início deste ano, a ampliação da capacidade de produção do Etios na planta de Sorocaba (SP). O investimento de R$ 100 milhões permitirá o aumento de produção de 74 mil para 108 mil unidades por ano, a partir do início de 2016. O Etios se tornou o produto mais vendido pela Toyota no Brasil, sendo um dos responsáveis pelos recordes de vendas dos últimos dois anos. “Esta expansão da produção do Etios em nossa fábrica de Sorocaba se deve ao fato de sempre ouvirmos com atenção o feedback dos nossos clientes para produzir carros cada vez melhores”, afirmou Koji Kondo, presidente da Toyota do Brasil. “Sinto que a família Etios cresce por conta dos consumidores brasileiros”, disse, acrescentando que a família Etios conta, atualmente, com nove versões, entre as carrocerias hatch e sedã.

A Fornos Jung, de Blumenau (SC), também foi selecionada para o Programa ExportaSC, do Sebrae, para estabelecer uma sede em Fort Lauderdale, na Flórida (EUA). “O cenário econômico brasileiro está num momento pessimista e de alta volatilidade, uma condição cíclica e historicamente normal. Participar do ExportaSC nos permitirá estruturar a empresa para buscar oportunidades em outros mercados, com cenários e expectativas distintas”, revela Jonas Luchtenberg, diretor da Fornos Jung. Todas as operações da empresa nos EUA serão feitas no Brasil, como emissão de notas e ordem de envio de mercadorias. Até o fim de Agosto, a empresa já deve estar operando nos Estados Unidos.

Fabricante de produtos para a indústria de tratamento térmico, a AFC-Holcroft fará a reconstrução de uma linha de forno empurrador de um fornecedor automotivo de nível global. O contrato ainda contém adições para realização de outros serviços em equipamentos auxiliares como parte do pacote de melhorias visando a atualização e segurança que a empresa contratante está efetuando em sua linha de fornos. A primeira fase do projeto envolve a restauração de um forno empurrador de três linhas, que inclui um forno empurrador com têmpera, transportadores, painéis de controle elétricos e fluxômetro de painel, entre outros acessórios. O equipamento receberá uma série de modificações e atualizações para atender aos padrões industriais e de segurança atuais. O equipamento a ser reconstruído já está armazenado na MATTSA, empresa parceira da AFC-Holcroft, em San Luis Potosí, no México. A conclusão da primeira fase é esperada ainda para 2015.

Novelis investe em reciclagem de alumínio automotivo para atender montadoras nos EUA A Novelis, fornecedora de laminados de alumínio, anunciou a conclusão de um investimento de US$ 48 milhões em uma unidade de reciclagem de sucata automotiva de alumínio em Oswego, no estado de Nova York (EUA). O projeto, que ajudará a empresa a atender ao aumento da demanda pela folha de alumínio automotiva na América do Norte, inclui um novo edifício com mais de 24.000 metros quadrados capaz de processar, classificar e armazenar sucata de alumínio automotiva. Projetado especificamente para atender às necessidades das montadoras norte-americanas, o novo centro de reciclagem permitirá à Novelis processar 10.000 toneladas de sucata reciclada por mês. Incluindo este centro de reciclagem, a Novelis investiu mais de US$ 400 milhões em Oswego ao longo dos últimos cinco anos. Este investimento significa um passo importante na tentativa de fazer avançar o papel do alumínio como material de escolha entre as montadoras. Para suportar a crescente demanda por alumínio automotivo, a Novelis vai atribuir cerca de 80% da capacidade da fábrica em Oswego para o mercado automotivo.

Rolos de alumínio reciclado da unidade de Oswego, EUA www.revistalH.com.br

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: S o

Indústria & Negócios

Novidades

PRODUTOS Medição de Temperatura sem Contato

Infratemp A Infratemp é distribuidora exclusiva dos pirômetros e câmeras termográficas Raytek e Ircon (Grupo Fluke) no Brasil. Desenvolve soluções completas para medição de temperatura sem contato na indústria metal mecânica, vidro, cimento, papel e celulose, plástico e fabricantes de máquinas e fornos de aquecimento. Dispõe de produtos para os mais diversos processos industriais, desde pirômetros compactos, de baixo custo, até os de alta performance para processos industriais complexos, para os quais pode criar acessórios customizados. www.infratemp.com.br

Transmissor com Indicação Microprocessado Therma

Os transmissores microprocessados com indicação são instrumentos desenvolvidos com tecnologia e qualidade para proporcionar versatilidade e precisão na leitura de processos industriais como: temperatura, pressão, nível, umidade, velocidade, corrente, tensão, vazão, etc. Possui uma entrada configurável, proveniente de termopares, termoresistência Pt100 e sinais de engenharia 0...20mAcc, 4...20mAcc, 0...5Vcc ou 0...10Vcc. Com uma saída mAcc ou Vcc. www.therma.com.br

12 a 14 de Julho de 2015 Transamerica Expo Center | São Paulo

Sistema de Controle e Medição de Temperatura por Infravermelho

Omega A Série OMEGA® iR2 abrange instrumentos de ponta para aplicações exigentes de alta temperatura, de 300 a 3000°C (572 a 5432°F). É adequada para aplicações de medição e controle que envolvem metais, vidro, semicondutores e muito mais. O iR2 é rápido e preciso, com um tempo de resposta de 10ms e precisão de 0,2% FE. Apesar de sua sofisticação tecnológica e desempenho, o iR2 é também amigável ao usuário e fácil de configurar. O iR2 foi projetado para os padrões da mais alta qualidade e é apoiado por uma garantia de 5 anos. www.br.omega.com

Visão Artificial de Processos Industriais

Infratemp A Infratemp desenvolve soluções para visão artificial de processos através de câmeras de vídeo de resolução HD para diversas aplicações industriais. As soluções consistem em proteger, adaptar e refrigerar câmeras de vídeo Bosch para visualização de processos como o interior de um alto-forno na indústria de siderurgia, fornos de reaquecimento na indústria metal mecânica, caldeiras de biomassa, inspeção de refratários, entre outros. São projetos customizados de acordo com a necessidade do processo. Conta com um grande parque instalado nas principais indústrias do país. www.infratemp.com.br

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Realização:

Venha conferir o lançamento do Espaço Aço Sustentável e o retorno da ExpoAço ao principal evento da cadeia do aço no Brasil

20 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

eventos@acobrasil.org.br | (21) 2524-6917 www.acobrasil.org.br/congresso2015

INTERNACIONAL

Profissionalização e Concatenação na China

ARLEN LUO Editor Industrial Heating China nsmchina@126.com

esde a década de 1980, as indústrias chinesas, dos segmentos automotivo, de equipamentos mecânicos, aeroespacial e de aviação, de trânsito ferroviário e de energias eólica e nuclear vêm se desenvolvendo a passos largos. As montagens e peças básicas necessárias também estão se desenvolvendo de forma rápida. Como resultado, a demanda por tratamento térmico está crescendo para manter este ritmo. Neste meio tempo, os equipamentos de tratamento térmico, já existentes na China, estão comparativamente atrasados e ruins quanto às necessidades de transformações e atualizações. Motivado pela conservação de energia, redução de consumo, proteção ambiental e redução de custos, o caminho a seguir para o tratamento térmico na China é focar no tratamento térmico comercial com profissionalização e concatenação. A fatia de mercado para o tratamento térmico interno irá reduzir e o comercial irá aumentar. Há três problemas principais na fabricação de peças básicas na China: vida curta, confiabilidade ruim e uma estrutura pesada. As tecnologias de tratamento térmico e de superfície são soluções adequadas para estes problemas. No total, são mais de 10.000 instalações de tratamento térmico na China. Destas, cerca de 3.000 são instalações de tratamento térmico comercial, a maior parte delas são empreendimentos privados. A maior parte das 300 maiores instalações está em Yangtze River Delta (por exemplo, Shangai, província de Zhejiang e província de Jiangsu) e Pearl River Delta (por exemplo, província de Guangdong). O mercado e os serviços destas instalações estão regionalizados. É o mesmo que dizer que seus clientes estão na mesma área ou na mesma província. Em longo prazo, a tendência do desenvolvimento é com a profissionalização e a concatenação. Um bom exemplo é a Bodycote, uma empresa de tratamento térmico famosa globalmente. Muitos países e regiões têm instalações da Bodycote. Muitos clientes bons e grandes de tratamento térmico já estão se profis-

sionalizando e concatenando (por exemplo, automotivo e aeroespacial). Estes clientes têm fábricas no Sul da China, Leste da China, China Central, Sudoeste e Nordeste da China. Se seus tratadores térmicos puderem oferecer o serviço padrão, com alta qualidade e produtividade consistente, será uma situação ganha-ganha. Um tratamento térmico comercial mais profissional necessitará também de equipamentos e materiais mais avançados. Durante o 12° Plano Quinquenal da China (de 2011 a 2015), a demanda por fornos contínuos com atmosfera controlada será de 150 conjuntos a cada ano. Para os fornos multifuncionais selados, bem como para os fornos de tratamento térmico a vácuo, serão necessários 300 conjuntos a cada ano. A demanda por fibra cerâmica será de 30.000 toneladas a cada ano e a demanda por óleo de têmpera será de 50.000 toneladas por ano. Além disso, o desenvolvimento de processos avançados - têmpera isotérmica por etapas, têmpera intensiva, nitrocementação a gás, nitretação iônica, fornos selados multifuncionais, fornos a vácuo para têmpera a gás de alta pressão, etc - terá prioridade. Eu acredito que haverá mais e mais profissionalização e concatenação dos tratadores térmicos e empresas bem conhecidas na China nos anos que virão. Eu olho para frente e dou as boas vindas a este futuro.

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INDUÇÃO

Aquecimento por Indução - Parte II

EDISON DA CUNHA ALMEIDA edison@unicaconsulting.com.br www.unicaconsulting.com.br Engenheiro eletrônico e possui especialização em Eletrônica de Potência Aplicada a Conversores Estáticos. Com mais de 38 anos de experiência em equipamentos e processos de aquecimentos por indução, foi executivo em multinacionais do ramo. É sócio diretor da Única Consulting Representações Ltda.

a primeira parte deste artigo falamos dos conversores estáticos, que são a parte principal de um equipamento para tratamento térmico por indução. Dissemos que o sistema como um todo é composto de cinco elementos básicos: 1. Conversor estático de frequência; 2. Bobina de indução; 3. Sistema de controle eletrônico (PLC/CNC); 4. Sistema de posicionamento e movimentação da peça obra; 5. Sistema de recirculação da água de resfriamento. Neste artigo, iremos tratar do item 2, ou seja, das bobinas de indução ou indutores, como são chamados popularmente. Muito embora sejam considerados como elementos secundários, eles, no entanto, são igualmente importantes e muitas vezes decisivos no sucesso de um tratamento térmico superficial por indução. O indutor ou bobina de indução, em sua essência, é um elemento feito com material bom condutor de corrente elétrica, no caso cobre eletrolítico. A partir da corrente elétrica aplicada, ele irá gerar um campo magnético, que por sua vez irá gerar calor na peça obra ou peça a ser aquecida. Por isso, o nome indutor, aquele que induz o campo magnético. Os indutores são, normalmente, feitos com tubo de cobre eletrolítico e enrolados em formato helicoidal na sua maioria. Seus terminais elétricos são conectados à fonte de energia controlada ou conversor estático e esses mesmos terminais conduzem a água necessária ao seu resfriamento. A água de resfriamento é necessária, pois quan-

Entrada de energia

do do processo de aquecimento é indutivo, o indutor sofre perdas por condução elétrica que provoca o aquecimento do cobre e que, aliado ao calor irradiado pela peça obra, provoca um aumento de temperatura no cobre, que precisa ser compensado através de resfriamento a água. Nos processos de aquecimento localizado, temos que utilizar indutores com perfil especial, enrolados de acordo com a superfície da peça a ser aquecida e, em muitos casos, temos que usinar esses indutores em cobre maciço, chegando ao perfil desejado. De qualquer modo, os indutores usinados integram a área de condução da corrente elétrica, a câmara de circulação de água de resfriamento e, em alguns casos, uma câmara integrada para a água de ducha. Atualmente, com os métodos avançados de modelagem digital do campo magnético, podemos projetar indutores mais eficientes e precisos, e com essas ferramentas podem ser desenvolvidos desenhos em 3D dos indutores, quer sejam de tubo de cobre ou usinados em cobre maciço. Nos processos de aquecimento por indução para revenimento ou alívio de tensões, não é necessário o uso de duchas de resfriamento, porém, no caso de têmpera temos que utilizar água ou outro meio de resfriamento rápido nas peças aquecidas para que se obtenha a transformação metalúrgica desejada, que provoca o aumento da dureza superficial de modo controlado. As duchas, por sua vez, são câmaras onde é circulado um grande volume de líquido que é expelido sob pressão através de um crivo ou popularmente chamado de chuveiro. Existem diversos tipos e mo-

Painel de controle

Conversor estático

Estação de trabalho Circuito tanque

Unidade de recirculação de água

Fig.1. Sistema de aquecimento por indução 22 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

Fig.2. Indutor típico

INDUÇÃO

Fig.3. Indutor com perfil especial

Fig.4. Vista em corte de indutor usinado

Fig.5. Indutor de espiras tubular com terminal usinado

Fig.6. Indutor usinado com ducha integrada e contato de alta potência

delos que são aplicados ao redor do indutor. Contudo, em alguns casos construímos essas duchas de forma conjugada aos indutores. Em qualquer modelo de indutor devemos prestar muita atenção a fatores básicos como: 1. Área de condução da corrente; 2. Refrigeração do cobre; 3. Contato elétrico dos terminais; 4. Conexão adequada da água de resfriamento; 5. Soldagem das uniões e emendas. Um indutor, em sua maioria, é muito simples e fácil de ser construído. Porém, como ele é utilizado de forma contínua para produzir uma grande quantidade de peças, temos que tomar cuidado com os detalhes acima que irão determinar sua vida útil e sua eficácia. Vejamos então: Como utilizamos um tubo de cobre para conduzir a corrente elétrica, devemos calcular qual a área necessária para a condução de corrente com menores perdas. Devido à alta frequência utilizada, a corrente elétrica irá circular superficialmente no perfil do cobre pelo efeito pelicular, com isto reduzindo ainda mais a área de circulação da corrente. Esse efeito torna a condução de corrente mais periférica quanto maior for a frequência utilizada. Assim, temos que calcular também o efeito pelicular para determinar a parede correta do tubo de cobre. Já a refrigeração do cobre é calculada levando-se em conta as perdas elétricas que irão ocorrer no cobre do indutor e mais o calor irradiado pela peça obra,

chegando-se a uma vazão determinada da água que deverá estar a uma temperatura baixa, conforme a especificação de cada sistema. Os contatos elétricos devem ser perfeitos para evitar perdas elevadas causadas por mau contato ou restrição da passagem de corrente. É importante lembrar que, normalmente, esses indutores trabalham com correntes elevadas chegando a milhares de amperes. Como exemplo, se utilizarmos um indutor de duas espiras numa potência de 100kW a 100Volts nos terminais, teremos uma corrente de 500 amperes. A corrente estará elevada e exigirá uma boa área de condução e um resfriamento adequado, portanto, um contato perfeito dos terminais para evitar qualquer falha de condução da corrente elétrica. A água de resfriamento, por sua vez, é conectada nos indutores através dos próprios terminais elétricos ou por conexão externa com engate rápido. Por fim, temos que garantir que qualquer junção do cobre com outra parte, quer seja de cobre, latão ou aço, seja feita com material adequado, ou seja, solda à base de prata de alto teor, devido a sua excelente capacidade condutiva de corrente e a perfeita união do cobre com outros metais, garantindo rigidez mecânica também. Pela sua importância e custo, os indutores devem ser tratados como ferramental e, portanto, devidamente manuseados, mantidos e armazenados. Sua integridade irá proporcionar a precisão do aquecimento desejado. Recomenda-se o uso de gabaritos e estojos para a armazenagem adequada, assim como sua correta identificação e registro de rastreabilidade. No próximo capítulo iremos tratar dos demais componentes do aquecimento por indução de tratamento térmico. www.revistalH.com.br

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METALURGIA DO PÓ

Compactação: Etapa Crítica do Processo

FERNANDO IERVOLINO iervolino.fernando@gmail.com Engenheiro mecânico com MBA em Gestão de Empresas pela FGV. Powder Metallurgy Technologist pela MPIF (EUA), coordenador e coautor da obra “A Metalurgia do Pó” (2009), atuando com Metalurgia do Pó desde 1990 nas empresas Qualisinter, Metalpó, Grupo Setorial de Metalurgia do Pó, Höganäs e BS Metalurgica, nas áreas de P&D, projeto, automação e marketing.

s peças metálicas obtidas através da Metalurgia do Pó podem ser conformadas de diferentes maneiras. A técnica mais utilizada é a compactação uniaxial, que permite a fabricação de peças seriadas com grande precisão dimensional e peso que vai de poucas gramas até peças com até 5kg. O tamanho da peça, na verdade, é limitado pela capacidade de prensagem da prensa. No caso de peças de aço, a pressão de compactação do pó é de aproximadamente 6 ton/ cm 2. Isto quer dizer que uma peça com uma superfície de 100 cm 2 exigirá o uso de uma prensa com pelo menos 600 toneladas de força. Nesta edição, falaremos como toda esta pressão e força devem ser aplicadas sobre o pó metálico sem que a peça final apresente trincas ou falhas de compactação. Estamos falando de uma peça que, após a compactação e antes da sinterização, poderá ser facilmente danificada caso venha a cair no chão ou a receber um impacto. O primeiro fenômeno que devemos observar é a formação da linha neutra (Fig.1). Por ser um material sólido, e não um fluido, o pó metálico sofre maior densificação na região próxima aos punções de compactação e menor na região central da peça. A esta região de densidade menor damos o nome de “Linha neutra”. Caso ela fique deslocada em relação à altura média da peça, poderemos ter a presença de áreas com baixa densidade na superfície da peça, possibilitando a formação de trincas e lascados nesta região. Quando a peça possui mais de uma altura, cada uma destas alturas deverá ter a sua linha neutra centrada (Fig.2). Para que isto aconteça, cada um dos componentes do ferramental deverá deslocar o pó, antes da compactação, para uma posição que permita a formação da linha neutra na posição correta. Este movimento é chamado de “transferência de pó”. Uma

Enchimento Transferência de pó

Compressão

Fig.3. Compactação de peça com várias alturas 24 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

Extração

Linha neutra centrada

Enchimento

Compressão

Extração

Fig.1. Formação da linha neutra no meio da altura da peça

Linha neutra do cubo

Linha neutra da alma Linha neutra do externo

Fig.2. Posição da linha neutra em peças com várias alturas

vez posicionado, o pó deverá ser compactado simultaneamente em todas as regiões da peça (Fig.3). Após a compactação, a extração de dentro da matriz deverá ser feita de maneira a não criar tensões entre as diferentes seções da peça, ou seja, os punções deverão se movimentar de maneira sincronizada até que a peça seja completamente extraída. Por último, ela deverá ser retirada da prensa, manuseada com cuidado e acomodada em local seguro até que passe pela etapa de sinterização. Em resumo, são motivos para formação de trincas internas e externas na peça: 1. Posicionamento incorreto da linha neutra durante a compactação; 2. Falta de sincronismo entre os componentes do ferramental durante a etapa de compactação ou de extração; 3. Manuseio incorreto da peça até que passe pelo processo de sinterização, tais como choque entre peças ou trepidação durante o transporte entre a prensa e o forno. Informações detalhadas poderão ser encontradas no capítulo 7 do livro “A Metalurgia do Pó”, encontrado em www.metalurgiadopo.com.br.

PANORAMA LEGAL

Como o Direito Ajudaria a Contornar a Crise?

M LUIS FELIPE DALMEDICO SILVEIRA felipe@mtcadv.com.br www.mtcadv.com.br Sócio da MTC Advogados, bacharel em Ciências Jurídicas e Sociais pela Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUCCAMP), com pós-graduação em Direito Privado pela Fundação Getúlio Vargas (FGV) e em Direito Contratual pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUCSP), cursos nas áreas de Introdução à Economia, Economia Aplicada ao Direito, Teoria Econômica do Litígio, Teoria Econômica dos Contratos, Direito do Consumidor, Ética Empresarial e Gestão de Projetos, todos pela Fundação Getúlio Vargas (FGV), além de curso de Mergers & Acquisitions pela Georgetown/Lex Mercator.

uito se fala sobre as dificuldades e os desafios que o ano de 2015 reserva para a economia brasileira. No cenário externo, a desvalorização das commodities, a depreciação cambial e a desaceleração da economia chinesa prometem vida difícil para empresas inseridas na cadeia global de consumo. Internamente, questões conjunturais como aumento de tributos, aumento da taxa de juros, aumento de tarifas, corte de gastos públicos e inflação devem, no curto prazo, inibir o crescimento. O setor privado enfrenta as crises com as armas de que dispõem. Essas armas geralmente buscam adequar as empresas à nova realidade, por meio da busca de maior eficiência na execução de suas atividades. Obviamente, quando às crises é somada a falta de confiança, as medidas tendem a ser mais duras e amargas do que de hábito. Um dos recursos a que as empresas recorrem em períodos como este é o desligamento de certos e determinados fornecedores. Esse desligamento, do ponto de vista econômico, geralmente se justifica - não fosse isso, não haveria razão para fazê-lo. Juridicamente, no entanto, a justificativa para o rompimento de uma relação contratual leva em conta outros fatores, notadamente, o comportamento dos parceiros contratuais durante o desenvolvimento da relação. Quando o comportamento de um dos parceiros contratuais é conflitante com alguma obrigação por ele assumida contratualmente, estamos diante de um descumprimento contratual e, possivelmente, um inadimplemento - situação em que aquele descumprimento torna impossível ou inútil a continuidade da relação. Esse é um dos casos em que o rompimento do contrato passa a ser justificado, por meio de um instrumento chamado “resolução contratual”. Evidentemente, é preciso lembrar que um inadimplemento não confere à parte prejudicada o direito de, a todo tempo, resolver o contrato. Na base do conceito de inadimplemento está, frise-se, a ideia de inutilidade ou impossibilidade de continuidade da relação. Se a relação prossegue, é porque a obrigação descumprida poderia (e foi) ser cumprida posterior-

mente, sem prejuízo à continuidade do contrato. Outra hipótese de rompimento justificado refere-se a situações que, não previstas inicialmente pelas partes, advêm durante o curso do contrato, tornando a obrigação de uma das partes muito onerosa, com extrema vantagem para a outra. Neste caso, a parte prejudicada também pode resolver o contrato, livrando-se das obrigações assumidas no mesmo. Essa é uma situação muito comum em tempos de crise, notadamente, quando a crise é desencadeada por um fato novo e totalmente inesperado pelas partes. Contratos mais sofisticados, todavia, costumam prever as chamadas cláusulas de hardship, as quais, em casos como o mencionado acima, obrigam as partes a renegociarem os termos do contrato de modo a restabelecer o equilíbrio original - criando, assim, uma “etapa anterior” à resolução do contrato. A renegociação é sempre uma alternativa interessante em períodos de instabilidade - ainda que não haja “justificativa” jurídica para o rompimento da relação. Para além dos casos de resolução, há os casos de resilição, em que os contratos são rompidos sem motivo específico. Essas hipóteses são mais arriscadas porque podem obrigar a empresa a pagar multas ou indenizações, além de gerar problemas de reputação dentro de seu mercado de atuação - há casos, ainda, em que se a parte prejudicada pela resilição fez investimentos relevantes para a execução do contrato, a própria resilição é considerada ineficaz, obrigando as partes a permanecerem contratadas até que aqueles investimentos sejam compensados. Nesses casos, a renegociação é sempre desejável. A renegociação demonstra disposição cooperativa, um voto de confiança no restabelecimento das condições ideais de mercado e a intenção de manter o relacionamento comercial mesmo em períodos de dificuldade. As vantagens econômicas e jurídicas desta ferramenta são evidentes e constituem uma das alternativas mais eficazes para o enfrentamento dos desafios que serão impostos à economia brasileira durante este ano.

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PESQUISA E DESENVOLVIMENTO

Desafios Perante a Crise

MARCO ANTONIO COLOSIO marcocolosio@gmail.com Diretor de Associação e Atividades Estudantis da SAE BRASIL. Chairperson do Simpósio SAE BRASIL de Materiais Novos e Nanotecnologia. Engenheiro metalurgista e doutor em Materiais pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - USP. Professor titular do curso de Engenharia de Materiais da Fundação Santo André, lecionando diversas disciplinas na área da Metalurgia. Colaborador e associado da SAE BRASIL com mais de 29 anos de experiência no setor automotivo nos campos de especificações de materiais, análise de falhas e inovações tecnológicas.

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aros leitores, neste ano de 2015 os desafios aumentaram para o setor de tecnologia. Digo que são em épocas de muita concorrência e baixa atividade econômica que as oportunidades de inovação têm uma maior importância para os negócios, sendo ela vista como um fator de sucesso em um empreendimento. A discussão que surge nesses momentos está em referência aos investimentos necessários e ao impacto econômico para a execução destas iniciativas no ambiente industrial, porque um desenvolvimento de inovação necessita de horas e recursos para caminhar e atingir sua maturidade e, por este motivo, normalmente estes são os primeiros itens a entrar em uma lista de contenção. Abordando este caso, mas sem entrar na discussão do tema ano fiscal de uma empresa, mostrarei uma visão técnica-comercial neste horizonte diante de nossa realidade. A política de investimento em P&D, em via de regra, pouco comum nas empresas brasileiras, tem a missão de caracterizar o cenário externo, planejar a execução da inovação e prever o retorno financeiro, conhecido como “Pay Back”, que, como exemplo, pode ser 12 meses, às vezes em até 6 meses, dependendo do momento econômico. E, em casos específicos, avaliar os investimentos com retorno superiores a estes citados, como aqueles de maior amplitude e com mobilização de times de pesquisadores e engenheiros, os quais necessitam de longos estudos, testes e validações. Saliento, com estas constatações, que o retorno do investimento com garantia dentro de um “Pay Back” determinado para um P&D não é questão desta discussão. O grande desafio está atrelado à aposta para um futuro um pouco mais distante e com um grau de risco maior dentro de um cenário de P&D, que requer uma aposta que, em algumas vezes, pode ser perdida. A base da resposta desta questão não tem um posicionamento correto para o nosso meio local, porque ela é resultado da falta de estratégia técnico-política neste campo em nossa comunidade, ao contrário de empresas com uma certa maturidade, na qual divide-se a estratégia de P&D não apenas à área técnica, e sim nas áreas correlacionadas. Isto é, ao fazer um planejamento estratégico para execução de uma inovação, deve-se envolver todos os departamentos da empresa que contribuirão com uma clara visão do investimento, suportado por um retorno previsto. Cito, por exemplo, ações para esta forma operacional como: monitorar quem é o nosso cliente e a

Industrial Heating

importância do produto; conhecer a demanda local para determinado produto e seu impacto nas classes de consumo; quantificar a infraestrutura local para suprir a demanda de matéria-prima para longos períodos de fornecimento; avaliar a rede de empresas que estará associada com o produto de inovação, a logística de materiais, distribuição e a vantagem competitiva do produto final. Percebe-se que a abordagem correta de um tema P&D tem embasamento dentro de uma forte estratégia, a mesma utilizada para lançamento de um produto comum de qualquer segmento de uma empresa. Esta forma de trabalho, pouco comum por aqui, requer um número considerável de pessoas envolvidas no P&D, começando pelos pesquisadores e terminando com os economistas, todos atuando de

“Um desenvolvimento de inovação necessita de horas e recursos para caminhar e atingir sua maturidade” forma orquestrada dentro de uma organização. Portanto, pensar e decidir fazer um P&D, partir para a formação de um grupo técnico e começar o estudo, com utilização de recursos financeiros consideráveis, movimentar estruturas laboratoriais e pessoas e, no final, ter um produto que não seja de interesse da comunidade, em nada vai adiantar e a decepção poderá ser certa. Diante deste tema, como devemos proceder para ter uma inovação a partir de um P&D e, no final, este ser um caso de sucesso? Parece uma questão complexa, mas não é quando a empresa tem uma política de P&D clara e bem administrada. Por outro lado, o perfil de nossas organizações, na maioria das vezes, não permite ter todas as áreas e pessoas necessárias trabalhando conjuntamente para garantia de sucesso de um P&D. Por isso, arcamos com uma grande parcela de risco com o produto final do estudo, isso quando chegamos ao final com sucesso. Lembrando uma alegação que fiz em algumas edições anteriores, somos bons em ideias, mas fracos em inovação. Diante desta dificuldade, nos parece mais fácil cortar estas parcelas de risco em pró da saúde das contas fiscais.

SIDERURGIA

A Hora e a Vez do Alumínio?

ANTONIO AUGUSTO GORNI agorni@iron.com.br www.gorni.eng.br Engenheiro de Materiais pela Universidade Federal de São Carlos (1981); Mestre em Engenharia Metalúrgica pela Escola Politécnica da USP (1990); Doutor em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual de Campinas (2001); Especialista em Laminação a Quente. Autor de mais de 200 trabalhos técnicos nas áreas de laminação a quente, desenvolvimento de produtos planos de aço, simulação matemática, tratamento térmico e aciaria.

uso intensivo de alumínio na carroceria dos automóveis não é uma ideia exatamente nova. Um magnata americano, Henry Kaiser quis aproveitar a demanda reprimida por automóveis nos EUA após a Segunda Guerra Mundial e decidiu criar sua própria montadora. Ele enfrentou uma série de dificuldades, sendo uma das mais sérias a carência de aço, cuja produção já estava mais do que comprometida com outros clientes igualmente ansiosos em surfar no atendimento a um jejum de meia década de bens de consumo. Mas Kaiser não era de desistir por tão pouco e anunciou, então, que usaria alumínio no lugar de aço, já que a disponibilidade daquele material era maior. Mas a bravata não deu certo, não só pelo preço muito maior do alumínio em relação ao aço, como também pelos complexos problemas encontrados ao tentar estampar e soldar peças de alumínio. Kaiser, então, teve de se conformar em disputar aço para fabricar seus automóveis. A competição entre aço e alumínio pelo rico mercado automotivo manteve-se latente desde então. Apesar de seu alto preço, o alumínio avançou muito em duas aplicações: rodas (em função de seu menor peso, estética mais elaborada e precisão dimensional) e blocos de motor (menor peso). Na área das carrocerias, até há pouco tempo atrás, o uso exclusivo de alumínio era inviável, exceto para modelos sofisticados, no quais preço não é um problema tão sério. Nos veículos produzidos em massa, o uso do alumínio começou a crescer em aplicações como capôs e tampas, ou então em componentes muito específicos, dentro da chamada “construção leve”. Portanto, a adoção da carroceria integral de alumínio na pick-up F-150, anunciada algum tempo atrás pela Ford, soou como o anúncio da Mãe de Todas as Batalhas entre esse material e o aço. Trata-se da primeira aposta comercial em grande escala no uso do alumínio, já que são feitas 650.000 unidades por ano desse modelo. Espera-se que essa modificação permita uma redução de 340 kg no peso desse veículo e diminua seu consumo de combustível de 9,8 km/l para 12,8 km/l - uma evolução vital para o atendimento das novas leis americanas sobre emissões de CO2. Uma série de anúncios ocorridos após esse evento sinaliza uma rápida escalada no uso do alumínio. A própria Ford prevê que produzirá em 2017 um milhão de SUVs com carroceria integral feita com o novo material; a Chrysler anuncia para esse mesmo ano a versão de seu Jeep Wrangler feita de alumínio, enquanto a GM promete dois modelos de SUVs feitos com esse metal para 2018. Por sua vez, a Novelis, fabricante de chapas de alumínio, está prevendo um aumento na sua capacidade de produção desse

material dos atuais 350.000 t/ano para 1.800.000 t/ ano até 2020 e já está investindo nesse sentido, no que está sendo seguida pelos seus competidores. Não é de se admirar que essa agitação toda tenha provocado uma guerra de papel. O primeiro tiro foi dado pela Ducker Worldwide, com seu relatório 2015 North American Light Vehicle Aluminum Content Study (Estudo sobre a Proporção de Alumínio Usado nos Veículos Leves Norte-Americanos de 2015), com uma visão extremamente otimista sobre a iminente invasão do alumínio na indústria automotiva, ainda que reconhecendo a supremacia do aço como material automotivo. O contra-ataque siderúrgico veio logo a seguir, através do relatório AutoBody Warfare: Aluminium Attack (A Guerra das Carrocerias: O Ataque do Alumínio), pela World Steel Dynamics, que, apesar de citar as amplas vantagens do aço, criticou a inércia da siderurgia em responder mais agressivamente às ameaças do alumínio.

“A substituição massiva do aço pelo alumínio requer pesados investimentos” Parece inevitável que o alumínio conquistará essa cabeça de ponte, mas conseguirá mantê-la? Há muitas perguntas a serem respondidas. A substituição massiva do aço pelo alumínio requer pesados investimentos na adequação ou construção de novas instalações industriais. De acordo com especialistas, o uso intensivo de alumínio na F-150 somente será possível pelo fato desse veículo ser feito numa única planta e em grande escala, o que minimiza os investimentos fabris necessários. Ainda assim, o alumínio é muito caro – muito embora as atuais cotações irrisórias do petróleo estejam ajudando a reduzir seu preço – e os novos aços AHSS estão permitindo reduções de peso razoáveis a preços muito mais favoráveis. Mas ainda será necessário um esforço muito grande de pesquisa e desenvolvimento e investimentos industriais para que se possa aproveitar plenamente o potencial desses novos aços. De todo modo, a Ford fez uma aposta alta, pois nunca o alumínio foi usado em quantidade tão grande num veículo no qual seu uso não é tradicional - logo, as chances de fracasso não são desprezíveis. Por outro lado, se as coisas correrem bem, a empresa poderá ganhar ampla vantagem em relação à concorrência. Os próximos lances serão decisivos e revelarão se a Ford terá mais sorte do que Henry Kaiser no uso do alumínio. www.revistalH.com.br

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PARCEIROS

A Hipertrofia do Sistema Bancário Brasileiro Câmara Setorial de Fornos e Estufas Industriais

ão muitas nossas doenças. Entretanto, neste artigo, falarei de uma doença tipicamente brasileira que é a hipertrofia de nosso sistema bancário. Os juros cobrados pelos bancos no Brasil acarretam vários e graves efeitos colaterais. Um deles é o encarecimento da produção nacional ao acrescentar, face a nossos concorrentes internacionais, cerca de sete pontos percentuais aos custos da indústria de transformação. Por outro lado, o endividamento das famílias brasileiras em 48% de sua renda, ainda que não seja excessivo quando comparado às de outros países, compromete, em função dos juros elevados, 22% desta mesma renda para pagar as parcelas desta dívida, mais do que pagam as famílias americanas. Estes dois simples fatos fazem com que nosso sistema bancário, ao contrário do resto do mundo, onde ele é um fator importante para alavancar a produção e o consumo, contribua fortemente para pôr em risco a saúde financeira de empresas e/ou consumidores brasileiros que precisarem de crédito. A SELIC é parte da mesma “doença brasileira” que nos acomete há tempo e, portanto, sua redução para os mesmos níveis dos demais emergentes, que

têm juros primários iguais à inflação mais 1 a 2 pontos, é tão importante quanto a diminuição de nossos “spreads” bancários para níveis civilizados. Esta dupla redução teria vários efeitos benéficos tanto para quem produz como para quem consome, contribuindo decisivamente para a retomada do crescimento de nossa economia. Dentre os diversos efeitos positivos, podemos, entre outros, citar: - Melhoria na competitividade do produto nacional, com a diminuição do “Custo Brasil”; Redução da inflação ao reduzir preços, via diminuição de custos; Aumento na capacidade de consumo das famílias brasileiras, graças à redução dos juros embutidos na parcela da renda destinada ao pagamento das dívidas. Tais metas são perfeitamente factíveis, pois, ainda que a redução da SELIC dependa, inicialmente, de uma melhora de nossa política fiscal, o processo passa a ser realimentado e sustentado via redução da despesa do setor público com juros e pelo aumento da arrecadação decorrente da retomada dos investimentos produtivos, estimulados pela redução do custo de capital. * Mario Bernardini é diretor de competitividade da ABIMAQ .

ABM WEEK recebe trabalhos até 15 de Abril

tendendo a inúmeras solicitações da comunidade técnico-científica e reconhecendo que o prazo para o envio de trabalho à ABM WEEK ficou bastante apertado em função de uma série de fatores conjunturais, como festividades de final de ano, férias, feriados, Carnaval etc, a data limite foi prorrogada para 15 de Abril. Com isso, os profissionais da indústria e da academia ganharam mais um tempo para apresentar seus projetos no maior evento técnico-científico da América Latina nas áreas de mineração, metalurgia e materiais. Conheça os temas de cada evento www.abmbrasil.com.br/abmweek2015/trabalhos/#chamada-trabalhos Dúvidas podem ser esclarecidas com Margareth Nunes (margareth.nunes@abmbrasil.com.br) ou Thaís Custódio (thais.custodio@abmbrasil.com.br), telefone (11) 5534-4333, ramais 124 e 136, respectivamente. Especialistas já confirmados O diretor de Pesquisa de Produtos da ArcelorMit-

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Industrial Heating

tal, em Chicago (EUA), Debanshu Bhattacharya, e um dos principais profissionais da siderurgia mundial envolvidos no incremento de aços para aplicação automotiva é um dos nomes confirmados como palestrante de sessão plenária do evento. O especialista mundial em segurança veicular é indiano e engenheiro, Ph.D, com pós-doutorado, detentor de dez patentes e, cerca de 80 publicações em periódicos internacionais e já desenvolveu aços de fácil usinagem sem chumbo, incluindo IF e AHSS. Pascal Drillet, gerente de Serviço de Materiais para Estampagem a Quente, da ArcelorMittal, campus Maizières-lès-Metz, França, será outro grande especialista do setor minerometalúrgico a apresentar-se em sessão plenária. Serviço ABM WEEK Realização: Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração - ABM Data: 17 a 21 de Agosto de 2015 Local: Riocentro - Estr. dos Bandeirantes, 8626, Jacarepaguá, Rio de Janeiro (RJ) Site: www.abmbrasil.com.br/abmweek2015/#

PARCEIROS

Entidade Tem Novo Presidente

Frank Sowade, novo presidente da SAE BRASIL

engenheiro Frank Sowade, diretor de Operações da Volkswagen Anchieta, é o novo presidente da SAE BRASIL no biênio 2015/2016. O executivo, que sucede o também engenheiro Ricardo Reimer, presidente do Grupo Schaeffler, assumiu o cargo em 1º de Janeiro. No período, a vice-presidência da associação será ocupada por William Bertagni, vice-presidente de Engenharia da General Motors do Brasil. Nesses próximos dois anos, Frank Sowade terá como colaboradores conselheiros que atuam em importantes empresas da área da mobilidade, entre montadoras, sistemistas e consultorias especializadas na cadeia da automotiva. Frank Sowade é formado em Engenharia de Produção com ênfase em Mecânica pela FEI (Faculdade de Engenharia Industrial) e é mestre em Administração de Empresas pela BSP (Business School São Paulo). Trabalhou na Mercedes-Benz do Brasil e Volkswagen alemã, onde foi responsável pela engenharia de manufatura. Já de volta ao Brasil, foi diretor de engenharia de manufatura e diretor da fábrica em Taubaté (SP) . Atualmente, é diretor da

Líder mundial em tecnologia de banhos de sais

fábrica Anchieta, em São Bernardo do Campo (SP).

Biênio 2015-2016

Presidente - Frank Sowade (Volkswagen); vice-presidente - William Bertagni (General Motors). Conselho Executivo - Gábor János Deák (Sindipeças); Flávia Piovacari (Dante Alighieri); Luso Martorano Ventura (Mobilidade Engenharia); Robson Galvão (Global Usinagem); Renato Mastrobuono (Volare); Fernando Herrera Neto (Olsa Brasil); Roberto Bastian (Mercedes-Benz); e Lourenço Oricchio (Sabó Group). Conselho Superior - Ricardo Reimer (Grupo Schaeffler); Norberto Klein (Fiat Chrysler); João Carlos Pimentel (Ford); Francisco Nigro (Secretaria de Desenvolvimento do Estado-SP); Reinaldo Muratori (Mitsubishi); Mauro Ekman Simões (MAN Latin America); Horacio Forjaz; Mário Guitti (IQA); Vicente Abate (Abifer); Antonio João Carmesini (Embraer); Ricardo Gomes (GKN Driveline); Ricardo Martins (Hyundai); Gerson Fini (Bosch); Celso Simomura (Toyota); Luis Pasquotto (Cummins); Paulo Alleo (MAN Latin America); e Amaury Rossi (Eaton).

- Sais para tratamentos térmicos e termoquímicos (nitretação, cementação, carbonitretação, têmpera, revenimento, recozimento, martêmpera, austêmpera,...) de metais ferrosos e não-ferrosos - Sais para transferência de calor - Sais para vulcanização de borracha - Sais para limpeza de superfícies metálicas - Produtos para oxidação negra a quente e a frio - Pastas para solda-brasagem - Pastas protetivas contra cementação e nitretação gasosa - Polímeros para têmpera e resfriamento de metais - Catalisadores de níquel para geradores endotérmicos e dissociadores de amônia - Granulados para cementação sólida - Produtos para boretação

DURFERRIT DO BRASIL QUÍMICA LTDA Av. Fábio Eduardo Ramos Esquivel, 2.349 - Centro - Diadema - SP Tel.: (11) 4070 7236 / 7232 / 7226 - Fax: (11) 4071 1813 www.durferrit.com.br www.revistalH.com.br

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PIONEIROS

Carlos Paulo Rauscher, um autêntico pioneiro do tratamento térmico no Brasil

UDO FIORINI udo@revistaIH.com.br revistaih.com.br Sócio por 10 anos de uma empresa de fornos industriais. Formado em jornalismo pela PUC-Campinas, desde 2008 edita no Brasil as revistas Industrial Heating e Forge.

pesar de ainda carregar no sotaque estrangeiro, Carlos Rauscher nasceu no Brasil. Mais precisamente na cidade de Campinas, interior de São Paulo, em 1923. Hoje aposentado, Rauscher foi por mais de 35 anos diretor técnico da Brasimet, em sua época a maior empresa de prestação de serviços de tratamentos térmicos, fabricação de fornos e de sais de tratamentos térmicos da América do Sul. Seu comando foi fundamental para que a empresa assumisse a identidade de liderança no mercado de tratamento térmico no Brasil, sendo reconhecida mundialmente como marca de qualidade nos serviços e produtos da área térmica por ela fornecidos. Sua rica história começa quando seu pai, nascido na Áustria e membro da marinha austríaca, ficou desempregado após o fim da Primeira Guerra Mundial. Com a dissolução do império Austro-Húngaro, a Áustria perdeu o acesso ao mar, o que levou à extinção da marinha. Depois de algumas tentativas de trabalhar em países vizinhos, decidiu emigrar para a América do Sul e, por motivos desconhecidos, estabeleceu-se em Campinas. Trabalhou com irrigação em fazendas da região e depois em represas, na área de eletrificação. Veio a casar-se na cidade e, com auxílio do sogro, iniciou uma empresa de fabricação de acumuladores automotivos, também conhecidos como baterias. Carlos conta que, em 1926, quando tinha 3 anos, o pai visitou fornecedoras de equipamentos para o seu negócio na Europa. Porém, sua empresa passou a sofrer com a forte concorrência de fabricantes americanos no Brasil e acabou encerrando as atividades. Com o passar dos anos, durante a década de 1930, a Alemanha experimentava grande desenvolvimento. A Áustria havia sido anexada ao país e o pai de Carlos, como ex-militar, foi novamente convocado e integrado à marinha. Sua mãe havia falecido no Brasil em

Walter Pugliese e Franz Sommer, figuras marcantes na trajetória de Rauscher na Brasimet 30 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

1931, deixando seu pai viúvo e, em 1938, ele embarcou com o filho de volta à Europa, onde vislumbrava maior chance de prosperar. Carlos, então com 16 anos, fez curso técnico que o introduziu às bases do tratamento térmico, em Berlim, onde moravam. Após o fim da guerra, não encontrou mais o pai e voltou ao Brasil, em 1946. Com os conhecimentos técnicos adquiridos na Alemanha, começou a trabalhar como desenhista projetista na empresa Elevadores Atlas, pertencente então ao Grupo Villares, onde permaneceu por cerca de 4 anos. Foi nessa época que conheceu sua esposa, a quem trata carinhosamente por Dona Jandyra. E, ainda como namorado, um dia foi apresentado ao vizinho do pai de Jandyra, que estava no Brasil como delegado da Böhler, empresa austríaca fabricante de aços. Algum tempo depois, este mesmo vizinho, agora já dirigindo o departamento de aços na Brasimet, lembrando da conversa que teve com Carlos, o convidou para ser seu assistente. Carlos aproveitou 30 dias de férias que tinha na empresa onde trabalhava e aceitou a proposta em caráter de experiência de um mês. Gostou e iniciou na Brasimet em 1950. A empresa foi fundada em 1942 como Importadora e Exportadora de Metais Brasimet S. A., pelo Grupo Maurício Hochschild, que era atuante na mineração e comércio de metais, tendo várias empresas na América do Sul, em países como Bolívia, Argentina, Chile, Peru e Brasil. Em 1945, a Brasimet iniciou a comercialização de aços-ferramenta como representante no Brasil da empresa sueca Soederfors. Em 1946, instalou o seu primeiro tratamento térmico para terceiros no bairro do Ipiranga, em São Paulo, com fornos a banho de sal importados dos Estados Unidos. Foram importados os primeiros fornos a banho de sal da Degussa AG (Alemanha) em 1951, para venda ao mercado brasileiro. Os sais eram inicialmente fabricados pela firma Bragussa, pertencente ao Grupo Degussa. Posteriormente, foram fabricados pela Brasimet, sob licença da Degussa, em um galpão da Rua dos Inocentes, no Bairro do Socorro. Com o desenvolvimento da indústria siderúrgica no Brasil e a abertura de revendas no país das principais siderúrgicas europeias, a concorrência ficou cada vez mais acirrada e especializada. A empresa foi, aos poucos, substituindo sua atividade de importadora de aços pela fabricação e importação de fornos, aliada à prestação de serviços de tratamento térmico. Com os bons conhecimentos na área, adquiridos no curso de aprendizagem de mecânica efetuado em Berlim, Carlos Rauscher cada vez mais adquiria importância e se tornava peça-

PIONEIROS

Aos 91 anos, Rauscher lembra com detalhes das pessoas que fizeram parte de sua equipe de trabalho na Brasimet

chave dentro da organização, contribuindo para sua consolidação. Com a falta de divisas, o país restringia as importações. Rauscher recorda que visitou a Degussa, na Alemanha, a fim de negociar a possibilidade de concessão da licença para fabricação pela Brasimet e, assim, em 1953, a empresa iniciou a fabricação de fornos industriais no Brasil. A Degussa queria, na Brasimet, alguém que conhecesse a parte mecânica na área de fornos. Rauscher lembrou-se de um jovem que havia conhecido na Elevadores Atlas, Armin Wiederin, cujo pai tinha uma oficina mecânica no interior de São Paulo e, devido a isso, tinha bons conhecimentos de mecânica. Trouxe, então, Armin como segundo funcionário da seção de fornos, onde atuou na área de projetos e fabricação de fornos. No entanto, o segundo funcionário da Brasimet, conforme Rauscher, foi Walter Pugliese, a quem chama de Waltinho. Waltinho era office boy do grupo no escritório da Praça da República e queriam transferí-lo para Santo Amaro, São Paulo, onde a empresa havia comprado galpões para a Seção de Aços e Forno. “Mas a gente sempre gostou do Waltinho e pedimos para ele ficar”, recorda Rauscher. Walter Pugliese permaneceu mais de 50 anos trabalhando na Brasimet, onde ingressou em 1952, dirigindo equipes de venda até se aposentar pela empresa. Em 1954, a empresa adquiriu um terreno de 30.000 m² no Distrito Industrial de Jurubatuba, em Santo Amaro, na margem da então futura Avenida das Nações Unidas. Foi nessa época em que o Sr. Franz Sommer se juntou à equipe da empresa, a convite de Carlos Rauscher. Ele trabalhava no departamento térmico da empresa Styria Stahl, em Viena, na Áustria, tendo feito estágio na Degussa, na área de tratamento térmico em Hanau, Alemanha. Rauscher sabia que, na Áustria, Sommer trabalhava longe de casa, onde estava sua família,

fato este que o desagradava. Assim, em uma conversa, fez-lhe o convite para trabalhar no Brasil. Sommer aceitou, tendo desembarcado no país no mesmo ano, junto da esposa Helena e do filho. Trabalhou no tratamento térmico da Brasimet, onde permaneceu até a sua aposentadoria como diretor da Divisão de Tratamentos Térmicos, no início dos anos 1990. Veio a falecer em 2012. Na Brasimet, em 1956, foram construídos os primeiros galpões na nova área, que abrigariam os depósitos de aços e a fábrica de fornos. Em 1962, Karlheinz Pohlmann foi admitido na Alemanha para trabalhar como metalurgista na Brasimet. Ele havia sido contatado pela Degussa a mando da Brasimet, e foi contratado também por Carlos Rauscher. Foi em 1964 que começam a ser firmados os primeiros contratos de transferência de tecnologia na área de fornos industriais com empresas alemãs para fabricação no Brasil. Rauscher foi crucial neste processo e recorda algumas empresas fabricantes de fornos na Europa com as quais negociou contratos de licenciamento: Braun Angott, Herdieckerhoff, Mahler, Gautschi, LOI, entre outras. Em 1965, teve início a fabricação de sais para tratamento térmico sob licença da Degussa-Durferrit Alemanha. Já em 1968, é transferido o tratamento térmico do Ipiranga para Santo Amaro. Após ser sucedido por Karlheiz Pohlmann como principal executivo da Brasimet, em 1982, Carlos Rauscher seguiu como membro do Conselho de Administração por mais 4 anos, quando se aposentou. Pecuarista, mora em São Paulo e Uberlândia com a esposa.

Referência [1] http://www.metaltrend.com.br/nossa-historia.html (sucessora na área de fabricação de fornos e equipamentos da Brasimet). www.revistalH.com.br

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DOUTOR EM TRATAMENTO TÉRMICO

Elementos Residuais e suas Influências

DANIEL H. HERRING +1 630-834-3017 dherring@heat-treat-doctor.com Presidente da empresa The Herring Group Inc., especializada em serviços de consultoria (tratamento térmico e metalurgia) e serviços técnicos (assistência em ensino/ treinamento e processo/equipamentos). Também é pesquisador associado do Instituto de Tecnologia de Illinois dos EUA, no Centro de Tecnologia de Processamento Térmico.

omo tratadores térmicos, nós precisamos estar atentos ao que são elementos residuais e como eles podem afetar as nossas operações de tratamento térmico. Ao mesmo tempo em que os certificados e análises de composição química entregues junto com a matéria-prima fazem um trabalho fino na identificação dos principais constituintes químicos e podem indicar a conformidade com uma norma particular de aço, são aqueles péssimos elementos residuais que me fazem perder o sono. Vamos aprender mais. Hoje, o aço é considerado globalmente como commodity e a sua produção com base em sucatas em forno elétrico a arco é uma prática siderúrgica popular. O uso da sucata tem crescido e continuará a crescer, o que significa a possibilidade de mais elementos residuais no futuro. Em termos simples, qualquer elemento que esteja presente na composição do aço, mas que não seja uma adição deliberada, é considerado um elemento residual. Eles não podem ser removidos por processos metalúrgicos simples. Os elementos residuais (por exemplo, Cu, Ni, Sn, As, Cr, Mo, Pb, entre outros) são altamente dependentes da classe do aço e podem entrar no aço por

meio de quatro fontes principais [1], as quais são: • Ferro ou ferro gusa; • Impurezas nas ferroligas adicionadas; • Refratários; • Sucata de aço. Uma distinção importante precisa ser feita entre os elementos residuais que têm efeito devido à sua presença em solução sólida (por exemplo, Mo, Cr, Ni, Cu) e aqueles que têm efeito devido à sua segregação para as interfaces, como superfícies e contornos de grão, (por exemplo, Sn, As, Sb). Além disso, os elementos que têm tamanho atômico menor do que o dos átomos do solvente (por exemplo, C, N, B) talvez também possam segregar para os contornos de grão, competindo com os elementos residuais e, com frequência, protegendo as interfaces de possíveis efeitos prejudiciais devido ao enriquecimento com elementos residuais. [1]

Efeitos no Recozimento e Fabricação [1, 2]

De uma forma geral, os elementos residuais contribuem aumentando a resistência e, consequentemente, diminuindo a ductilidade do aço. Assim, as operações de fundição, conformação, estampagem e recozimento desenvolvidas na usina podem ser afetadas (Tabela 1). Por

Tabela.1. Efeito dos elementos residuais nas condições de processamento do aço [1] Condição ou propriedade afetada

Elemento(s) residual(ais) responsável(veis)

Fragilidade a quente

Cu, Ni, As, Sn

[a]

Fragilidade em contorno de grão

Sb, Sn, As

Segregação

Recozimento para recristalização

Mo, Cr, Sn

Dutilidade a quente

Zn, Sn

Temperabilidade[c]

Todos

Soldabilidade

Mo, Cr, Cu, Ni

[b]

[d]

Notas: a) Afeta a condição da superfície do laminado a quente e a decapagem da tira; b) Durante o recozimento por batelada ou contínuo de aços baixo carbono; c) Transformação da austenita para ferrita; d) Classes de aços de alta resistência.

Tabela.2. Efeito do aumento dos elementos residuais em várias propriedades dos aços [2] Propriedade

Temperabilidade

+, 0

Resistência / dureza

Dutilidade

+/-

Resistência ao impacto

0, -

Fragilidade ao revenido

32 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

DOUTOR EM TRATAMENTO TÉRMICO exemplo, a presença de molibdênio e cromo em aços ultrabaixo carbono aumenta a resistência à deformação a quente, exigindo cargas de laminação mais altas. A presença de estanho e arsênio afetará de forma adversa a cinética de recristalização durante o recozimento contínuo de certas classes de aços laminados a frio e exigirá um aumento na temperatura de recozimento. O cobre, um dos elementos residuais mais reconhecidos, é responsável por defeitos superficiais relacionados à formação de carepas e trincas (trinca a quente). É um bom indicador da quantidade de sucata utilizada no processo de fabricação do aço, em geral, presente em níveis de 0,20% ou mais. O níquel, se estiver presente na mesma porcentagem, compensa o efeito do Cu, enquanto o Sn e o As amplificam este efeito. A presença de estanho, mesmo em quantidades bem baixas (0,05% adicionado ao aço contendo 0,22% de cobre), aumenta a tendência de ocorrer trincas.

• Classe 4: Elementos que inibem a fragilidade em contorno de grão. Por exemplo, a presença dos elementos da Classe 2 é necessária para que ocorra a fragilidade ao revenido. Lembrando que a fragilidade ao revenido é o resultado de um resfriamento lento na faixa de temperaturas entre 350 e 575°C ou a manutenção do aço nestas temperaturas por tempos relativamente longos. Alguns elementos (por exemplo, Mo, La, Ce) podem reduzir os efeitos da fragilidade ao revenido, mas afetam outras propriedades como a fadiga (especialmente as terras raras). Finalmente, a segregação (micro ou ma-

cro) pode aumentar o nível tanto dos elementos de liga como dos residuais (especialmente P, S, Sn e As) nas regiões segregadas e, de forma adversa, afetar certas propriedades. A tenacidade e a zona afetada pelo calor na soldagem são exemplos típicos. As práticas de fundição são extremamente importantes para ajudar a reduzir os efeitos da segregação.

Efeitos na Cementação [4]

Em temperaturas elevadas, algumas das impurezas presentes nos aços baixa liga tendem a segregar para áreas como os contornos de grão e próximas à superfície. A

LIGAS DE NÍQUEL • AÇO INOXIDÁVEL • AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX • LIGAS DE TITÂNIO • LIGAS DE COBALTO

Efeitos na Têmpera e Revenimento

Os processos de acabamento e as propriedades finais também são afetados pelos elementos residuais (Fig.1, Tabela 2). A fragilidade em contorno de grão (Tabela 3), a qual pode ocorrer até mesmo em aços estruturais de baixo carbono, é uma dessas propriedades e é função do tratamento térmico e da composição, sendo função principalmente dos elementos de ligas principais e dos elementos residuais. A maior parte da fragilidade ocorre nos aços com estrutura martensítica na condição temperada e revenida. Esta suscetibilidade é reduzida, de alguma forma, pela presença de estruturas bainíticas, perlíticas ou ferríticas. A fragilidade em contorno de grão pode se manifestar como fragilidade ao revenido, trincas por corrosão sob tensão, fragilidade ao hidrogênio, ruptura por fluência, trincas no alívio de tensões e crescimento de trincas por fadiga térmica. Elementos residuais em quantidades totais muito pequenas (< 200 ppm) podem causar fragilidade, mas as concentrações são, em geral, uma função do tempo e da temperatura de tratamento térmico. Os tipos de responsabilidade dos elementos pela fragilização (Tabela 3) podem ser categorizados como: • Classe 1: Elementos que são a causa primária da fragilidade; • Classe 2: Elementos que evidenciam a fragilidade; • Classe 3: Elementos que aumentam a coesão do contorno de grão;

Para fabricação de muflas, retortas, soleiras, queimadores, tubos radiantes, fornos rotativos, cestos para tratamento térmico, calcinadores, potes de sais, parafusos e porcas, entre outras aplicações. • Projetado especificamente para a indústria de tratamento térmico • Ótima resistência mecânica, resistência à carburação e à oxidação até 1150ºC • 2 vezes mais resistente que as ligas 309/310 acima de 870ºC • Resistência à oxidação até 1090ºC

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JAN A MAR 2015 33

DOUTOR EM TRATAMENTO TÉRMICO Em alguns casos, como na cementação em altas temperaturas, 1.040°C, é vantajoso adicionar deliberadamente certos traços de elementos (por exemplo, Al, Nb, Ti, N) para segurar os contornos de grão e ajudar a prevenir o crescimento excessivo do grão.

Tabela.3. Elementos que causam fragilidade em contorno de grão (por classe) [2] Classe 1

Classe 2

Classe 3

Classe 4

Bismuto

Níquel

Carbono

Molibdênio

Estanho

Cromo

Nitrogênio

Zircônio

Antimônio

Manganês[a]

Boro[b]

Vanádio

Selênio

Tungstênio

Titânio

Enxofre

Berílio

Tungstênio

[a]

Telúrio

Lantânio

Arsênio

Cério

Considerações Finais

Germânio Fósforo Silício Notas: a) Em concentrações > 1%, estes elementos aumentam a relação de segregação para um nível alto o suficiente para ocorrer a fragilidade ao revenido devido à presença de elementos como o Sn, Sb e o P. b) Boro, ao mesmo tempo em que aumenta a coesão do contorno de grão, talvez possa causar outros problemas como o aumento da temperabilidade em zonas afetadas pelo calor (causando preocupações em relação a trincas frias).

Natureza dos elementos residuais nos materiais

Solução Sólida Cr, Mo Ni, Cu Sn, Sb As, Ma W, Si

Elementos

Efeitos possíveis

+Resistência - Dutibilidade - Conformabilidade por estiramento + Temperabilidade + Resistência à deformação a quente

Impactos principais em

• Laminação a quente • Laminação a frio • Recozimento • Propriedades finais do produto

Precipitação

Segregação Intergranular

Cu, N 2 Nb, Ti V, Mn Cr, W S, N, B

Sn Sb, As Bi, B P, Cu Pb

Cu (Sn) P

+ Resistência ± Temperabilidade ± Estampagem profunda (valor r) - Soldabilidade

- Dutilidade a quente - Fragilidade ao revenido - Tenacidade - Soldabilidade

• Laminação a quente • Recozimento • Endurecimento • Propriedades finais do produto

• Laminação a quente • Laminação a frio • Propriedades finais do produto

Propriedades principalmente positivas

Segregação Superficial

- Fragilidade a quente + Resistência à corrosão

• Lingotamento contínuo • Laminação a quente • Decapagem • Propriedades finais do produto

Propriedades principalmente negativas

Fig.1. Visão geral dos efeitos dos elementos residuais nos processos de acabamento e propriedades finais dos aços [3]

cementação a gás, por exemplo, pode ser impactada de forma negativa, já que a transferência de carbono é impedida. Em um experimento, [4] um aço 16MnCr5 (SAE 5115) foi cementado a gás a 930°C em uma atmosfera de CO-H 2O-H 2-He. Foi atingido um potencial de carbono de 1,3% após 1.000 minutos para a 34 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

liga padrão (0,0025% Sb). Aumentando a quantidade de antimônio para 0,017% (170 ppm), este tempo foi para 2.000 minutos, e aumentando ainda mais para 0,058% (580 ppm), este tempo atingiu 6.000 minutos. Foi encontrada a seguinte sequência para o efeito dos elementos residuais em retardar a cementação a gás: Sb > Sn > P > Cu > (Pb).

Os elementos residuais, em geral, chamam a nossa atenção quando estamos resolvendo um problema de tratamento térmico no qual seja crítico conhecer a composição química completa do material sendo investigado (e não somente a composição química como reportada pelo fabricante do aço no certificado de qualidade). Com frequência, o histórico de tratamento térmico prévio também é bastante relevante. Finalmente, é importante entender como cada elemento residual afeta o aço, seja de forma individual ou em combinação com outros elementos. Indo à frente, com o conhecimento da presença dos elementos residuais, nós podemos projetar melhor os nossos ciclos de tratamento térmico e evitar custos devido a falhas. E agora poderei dormir melhor à noite.

Refêrencias [1] Herman, J. C., and V. Leroy, Influence of Residual Elements on Steel Processing and Mechanical Properties, Metal Working and Steel Processing Conference, 1996; [2] Effects of Tramp Elements in Flat and Long Products, European Commission on Technical Steel Research, 1995; [3] Mohrbacher, Hardy, Effect of Tramp Elements in Unalloyed Low Carbon Steel, Conference Presentation, TAMOP-4.2.1/1-2008-0016, 2008; [4] Ruck, Andreas, Daniel Monceau and Hans Jürgen Grabke, Effect of Tramp Elements Cu, P, Pb, Sb and Sn on the Kinetics of Carburization of Case Hardening Steels, Steel Research 67 (1996) No. 6; [5] Krauss, George, Steel: Processing, Structure, and Performance, ASM International, 2005; [6] McLean, M. and A. Strang, Effects of Tramp Elements on Mechanical Properties of Superalloys, Materials Science and Technology, Volume 11 Issue 1 (01 January 1084), pp. 454-464; [7] Nickel, Cobalt and Their Alloys, Joseph R. Davis (Ed.), ASM Specialty Handbook, ASM International, 2000.

DOUTOR EM TRATAMENTO TÃ&#x2030;RMICO

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CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS / TESTE

Ensaio de Tração a Quente Melhorando a Eficiência

Fig.1. Máquina de Ensaios Universal com forno tubular bi-partido e extensômetro afixado

Alyssia Bostrom e George Halpin - Applied Test Systems; Butler, Pensilvânia - EUA No ambiente industrial atual, no qual tudo precisa ser rápido, ficar esperando para que uma amostra possa ser ensaiada pode causar atrasos que não são desejados no despacho de produtos e podem afetar de forma potencial os lucros trimestrais e anuais

e os materiais precisam ter desempenho em temperaturas elevadas, em geral, os fornecedores precisam certificar suas peças. As propriedades mecânicas em temperaturas elevadas de um material podem ser determinadas por meio de um ensaio de tração a quente. Há diversas configurações de ensaio e de técnicas de aquecimento, as quais podem variar de acordo com a aplicação. Em geral, o equipamento necessário para este tipo de ensaio é um sistema com carregamento mecânico para aplicar carga a uma amostra e um equipamento para aquecer a amostra. O sistema também inclui componentes para controle, medição e coleta de dados. Este artigo discutirá uma configuração de ensaio comum. O equipamento necessário para realizar este ensaio é uma Máquina de Ensaio Universal (UTM Universal Test Machine), um forno e um extensômetro (Fig.1). A UTM deve ser equipada com acopladores, tirantes e adaptadores de mudança rápida. O sistema deve ser equipado com termopares calibrados e instrumentos para medir, controlar e registrar as temperaturas do forno e da amostra. A seleção do extensômetro depende das necessidades de aplicação.

Estrutura da Máquina de Ensaio de Tração

A seleção da estrutura da UTM deverá ser 36 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

baseada nas especificações de ensaio que serão seguidas. Há dois tipos básicos de UTM disponíveis no mercado: um modelo eletromecânico e um servo-hidráulico. Cada um tendo vantagens distintas e que deveriam ser exploradas por um técnico de aplicação com conhecimentos específicos. Quando é feita a avaliação de um equipamento de ensaio deste tipo para as capacidades de um laboratório, é importante notar que, às vezes, é possível reequipar uma estrutura UTM já existente para adicionar os itens para o ensaio de tração a quente. Os acopladores, tirantes e adaptadores de mudança rápida devem ser produzidos com um material que suporte as temperaturas elevadas do interior do forno.

no quanto da amostra, precisam ser controladas de forma precisa, isto porque há uma dependência muito forte da dutilidade em tração com a temperatura. Por esta razão, três termopares calibrados são fixados na superfície da amostra (Fig.3). Isto assegura um controle preciso da temperatura e uma uniformidade de temperaturas na amostra.

Fornos

Um tipo de forno comum utilizado para os ensaios de tração a quente é um forno com múltiplas zonas, como o modelo ATS 3210 tubular bi-partido (Fig.2). O forno com configuração de múltiplas zonas permite um controle mais estreito das tolerâncias. A construção de partida do forno permite um carregamento e descarregamento mais rápido da amostra. As características de construção de um forno padrão incluem um isolamento rígido com baixo fator K (valor da condutividade térmica), uma carcaça e flanges de aço inoxidável e elementos de aquecimento que possam ser substituídos. As temperaturas de ensaio, tanto do for-

Fig.2. Forno tubular bi-partido

CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS / TESTE

Extensômetro

Um extensômetro é utilizado para medir as mudanças no comprimento da amostra. Há diversos tipos de extensômetros disponíveis e a seleção do tipo de extensômetro é função das necessidades do ensaio. Os extensômetros disponíveis podem ser tanto montados pela lateral, como pela base ou do tipo a laser. O método preferível é utilizar uma estrutura do tipo haste e tubo, como o modelo ATS 4112-T. Com a estrutura pronta, é necessário somente um grampo para o extensômetro e ele é anexado somente quando o forno estiver pronto para o ensaio. Isto permite que o operador monte diversos fornos e amostras para pré-aquecimento ao mesmo tempo em que elimina qualquer movimentação do extensômetro em relação à amostra durante a colocação do forno na estrutura para o ensaio.

Aumentando a Produtividade

A montagem do ensaio de tração a quente é simples e pode ser completada em poucos minutos. O operador que realizará o ensaio deve assegurar que o acoplamento, os tirantes e os adaptadores estejam montados de forma correta na UTM. As amostras (já com os termopares afixados) são então carregadas dentro do forno, conforme as instruções do procedimento de aplicação do ensaio. O forno é fechado e, então, é iniciado o processo de aquecimento, com todas as temperaturas sendo controladas e registradas por um programa de computador, como o ATS WinHT. O WinHT tem um controle de temperatura preciso, o qual mantém a temperatura dentro dos requisitos rigorosos da Nadcap (Programa Nacional de Acreditação de Fornecedores de Defesa e Aeroespaciais dos EUA) e da ASTM (American Society for Testing and Materials). O WinHT tem

Fig.3. Montagem dos termopares

uma compensação de potência pré-preventiva, a qual elimina automaticamente as alterações de temperatura devido a variações de voltagem na linha. Ele criará relatórios e gráficos para cada amostra. Uma vez que a amostra esteja pronta ela será carregada dentro da estrutura de ensaio, o extensômetro será colocado no lugar e o teste será realizado. Dentro de minutos, o ensaio será finalizado e os dados armazenados. Estes dados podem ser utilizados pelo operador para determinar a resistência à tração, o limite de escoamento, a dutilidade e a resistência máxima. As especificações do ensaio e os métodos de produção do material da amostra determinam a taxa de aquecimento. É bastante comum encontrar a exigência de uma taxa de aquecimento lenta com um tempo de encharque adicional de 10 a 60 minutos antes da aplicação da carga. Com estes tempos de espera longos para o forno e a amostra atingirem temperatura, é difícil testar mais do que algumas amostras em qualquer dia de trabalho padrão. Com o objetivo de aumentar a produtividade nos ensaios de laboratório, pode ser utilizado um sistema de carrossel conjuntamente com o programa WinHT ao invés de um único forno. Um sistema de carrossel típico terá 3, 4 ou 6 fornos, os quais são articulados por um apoio central e podem ser facilmente carregados na estrutura do ensaio. Se, por exemplo, for utilizada a opção com 6 fornos, o operador pode montar os seis ensaios, utilizando dois tirantes em cada, acopladores para a amostra e extensômetro (o qual mede a quantidade de alongamento que a amostra sofre durante o ensaio) para montar ambas as extremidades da amostra (Fig.4). O operador, então, aquece os fornos para a temperatura exigida, espera o tempo de encharque necessário e, utilizando o acoplador de mudança rápida, move toda a estrutura para dentro do forno. A amostra é ensaiada até a falha, os extensômetros medem o alongamento da amostra e o controlador do forno mede a temperatura na qual a falha ocorreu. O programa de computador armazena estas informações, bem como o tempo para a falha e outras informações exigidas pela ASTM E21 (norma que abrange métodos de ensaio, procedimentos e equipamentos para a determinação da resistência à tração, resistência à deformação, alongamento e redução da área de materiais metálicos em temperaturas elevadas). Uma vez que o ensaio esteja completo,

Fig.4. Amostra colocada dentro do forno com extensômetro afixado

o operador remove a amostra e rotaciona a montagem inteira do carrossel para colocar a próxima amostra no local para o ensaio. Agora há seis amostras sendo ensaiadas em sequência e seis fornos pré-aquecidos e prontos para iniciar um novo aquecimento para o próximo conjunto de amostras sem que haja perda de tempo precioso e temperatura do forno. Aumentando o número de amostras que podem ser ensaiadas em um dia, a eficiência do laboratório aumenta. Não importando se o laboratório é parte de planta primária de metais ou se é um laboratório independente, a capacidade de produção aumenta e os lucros também. Concluindo, todos na cadeia, desde o produtor do metal até o consumidor final, se beneficiam com a melhoria na eficiência dos ensaios que o sistema de carrossel propicia ao utilizá-lo. PARA MAIS INFORMAÇÕES: Robert Antolik, engenheiro de vendas da Applied Test Systems, 154 East Brook Lane, Butler (PA) - EUA; tel.: +1 724-283-1212; e-mail: rantolik@atspa.com; www.atspa.com. www.revistalH.com.br

JAN A MAR 2015 37

TRATAMENTO TÉRMICO

Faça seu Forno de Atmosfera Trabalhar por Você: Dicas do Ofício de Cementação e Têmpera Rene Alquicer, Aymeric Goldsteinas e Craig Moller - Ipsen; Cherry Valley, Illinois - EUA Considerando o processo de fabricação como um todo, o tratamento térmico é consistentemente visto como uma etapa crítica para adicionar valor às peças produzidas. Além disso, sem um tratamento térmico confiável e repetível, é impossível atingir uma competitividade considerando os custos de fabricação como um todo

ma peça que passou por um caro processo de fabricação de fusão, laminação a quente ou forjamento, recozimento, usinagem de desbaste, corte de dentes e retífica, é essencialmente sem aplicação e de baixo ou nenhum valor agregado sem o tratamento térmico. Incrivelmente, o custo para esta etapa da fabricação, a qual adiciona tão alto valor, é somente uma fração do custo total de produção - geralmente, na faixa de não mais de 5%. Entretanto, esta porcentagem aumenta, grosseiramente, para 15% do custo por peça se forem consideradas todas as etapas de processo pós-tratamento inerentes ou causadas pelo tratamento térmico - como limpeza, jateamento, endireitamento e/ou retífica.

Portanto, uma redução notável dos custos de fabricação somente é possível minimizando a distorção das peças. Para isso, todos os parâmetros que causam alguma influência - como a fusão do aço, a conformação das peças, a uniformidade de microestrutura e a temperabilidade, bem como os fatores da natureza do tratamento térmicoposição das peças na carga, uniformidade de aquecimento, cementação e extração de calor durante a têmpera - precisam ser analisados e otimizados se for desejada a produção contínua de peças de qualidade em fornos de atmosfera por batelada. Para a produção de peças de qualidade, nós estamos primeiramente preocupados com a utilização adequada dos processos de

Fig.1. Representação das linhas de fluxo do fluido na câmara de tratamento

Fig.2. Atmosfera de um forno durante a cementação a gás

38 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

cementação e têmpera e com a tecnologia moderna aplicável. Desde a otimização dos sistemas de controle e têmpera até os benefícios da estabilização de temperatura e uniformidade dos gases, aqui estão algumas dicas que lhe guiarão em como retirar o máximo do seu processo e do seu forno de atmosfera.

Otimizando o Processo de Cementação

Ao mesmo tempo em que há, atualmente, dois processos industriais de cementação cementação a gás em fornos de atmosfera e cementação em fornos a vácuo com baixa pressão, ambos têm o mesmo objetivo: cementar todas as peças de uma carga de modo uniforme para que haja o mesmo teor de carbono (C) superficial e a mesma profundidade de camada cementada. Uma série de diferentes etapas de processo ocorre na atmosfera cementante. O conhecimento destas etapas é necessário para se atingir um trabalho repetível e uma cementação uniforme. 1. Reações do gás: geração dos componentes do gás cementante na atmosfera. 2. Gaseificação convectiva: transporte das moléculas contendo carbono na fase gasosa para o componente. 3. Transporte por difusão: transporte das moléculas contendo carbono através da camada de contorno (v = 0) na superfície do componente. 4. Dissociação e adsorção: dissociação das moléculas na superfície do componente. 5. Absorção: absorção do carbono pela superfície do componente. 6. Difusão: transporte de carbono den-

TRATAMENTO TÉRMICO

tro do componente. De uma maneira geral, as reações do gás que ocorrem na atmosfera cementante são muitas e variadas. Levando em consideração as seis etapas listadas acima, existe uma condição de cementação ideal se a temperatura e o gás estiverem uniformes, fluírem sobre os componentes e as reações cinéticas rápidas ocorrerem uniformemente em toda a câmara de tratamento. A produção de componentes de qualidade pode ser positivamente influenciada ao serem atingidas condições ideais nestas áreas. Uniformidade de Temperatura

Uma temperatura uniforme é um dos primeiros passos (e o mais essencial) para assegurar que as peças emerjam com uma profundidade cementada ideal - e, consequentemente, qualidade superior. Em fornos de atmosfera por batelada eficientes (como o Ipsen ATLAS), uma uniformidade de temperatura de pelo menos ± 7°C é mantida na câmara de aquecimento. Após a conclusão do aquecimento das fases, todos os componentes na fase austenítica estarão na mesma temperatura. Queimadores eficientes - como o queimador Recon III da Ipsen - podem evidenciar o aquecimento dos fornos por batelada. Estes queimadores são tubos recuperativos com um único fim (SERT: Single-Ended Recuperative Tubes) equipado com tubos internos de cerâmica especial. Estes queimadores aumentam a eficiência térmica em até 75%, simplesmente pela recuperação do calor dos gases de exaustão e a redução do tempo para recuperar a temperatura da zona quente. Notáveis pelo seu baixo nível de ruído, sua alta durabilidade, baixa manutenção e fácil instalação, estes queimadores modernos fornecem um aquecimento ideal ao mesmo tempo em que otimizam o consumo de gás. A confiança vem dos excelentes projetos de fornos. Um exemplo disto é que se um queimador estiver fraco no meio de um ciclo, os demais queimadores se adaptarão e farão a compensação de forma que uma uniformidade excelente ainda possa ser atingida em todo o forno. Entretanto, é importante compreender que, para ser atingida a uniformidade de temperatura, é necessário melhorar o fluxo de gás sobre os componentes. Você precisa ter um sistema de circulação bem planejado para se atingir um fluxo excelente em torno dos componentes e, assim, manter a uniformidade de temperatura.

SuperQuench® - Aumentando Produtividade, Reduzindo a Variação da Dureza

Independentemente se você está temperando uma carga a granel ou muito densa, o sistema SuperQuench da Ipsen lida até mesmo com as ligas mais desafiadoras, reduzindo a variação dos valores de dureza e aumentando a produção como um todo das peças. Com propulsores maiores, motores de acionamento mais fortes e dispersadores otimizados, ele proporciona o banho em óleo para o tratamento térmico de uma ampla variedade de classes de aços, incluindo aços baixa liga. Além disso, em cada agitador individual foi alocado um sistema de controle de fluxo individual, de forma que toda a carga será temperada de forma confiável, uniforme e rápida - tudo isto contribui para uma melhoria na distribuição de dureza e qualidade das peças. De uma maneira geral, o sistema SuperQuench produz fluxos de óleo maiores com melhoria da velocidade. A flexibilidade do sistema permite que o fluxo de óleo seja adaptado para o tamanho da seção, material e densidade da carga a ser temperada. Para a obtenção de resultados de tratamento térmico ótimos, a velocidade do fluxo não é mantida constante durante todo o ciclo de têmpera, mas segmentado, em quantas etapas forem necessárias. Outros pontos fortes do SuperQuench incluem sua contribuição para o endurecimento uniforme, a redução na distorção e a velocidade de têmpera e extração de calor otimizadas.

Endurecimento Uniforme dos Componentes

O motor de cada agitador é equipado com um acionador com frequência variável, permitindo o ajuste da velocidade para cada motor, separadamente, na faixa de 10 a 60 Hz. Dependendo da viscosidade do óleo, é possível a operação dos motores até 60 -70 Hz por um período de tempo limitado. Como o fluxo de óleo está basicamente restringido à área da carga, por meio da utilização de dispersadores nos quatro lados da carga no tanque de óleo, é mantido um fluxo de óleo alto - mesmo com cargas muito densas. Este fluxo alto de óleo resulta em uma velocidade do fluxo de óleo uniforme entre a área do topo e da base da carga, incluindo os que estão no topo da bandeja. Assim, a utilização do processo SuperQuench reduz as variações nos valores de dureza ao mesmo tempo em que aumenta a produtividade dos fornos de têmpera selados, isto porque, mais bandejas podem ser utilizadas em cada carga. Em aplicações práticas, é possível atingir um aumento de até 50% na produtividade (quando comparado ao forno de têmpera selado com o sistema padrão de têmpera em óleo).

Uniformidade dos Gases

As propriedades convectivas positivas que resultam em uma uniformidade de temperatura excelente dentro da área de carga também resultam em uma melhor transferência de calor para a carga e em uma atmosfera de processo homogênea. A Fig.1 descreve como a combinação de um desvio mínimo de temperatura dentro da área de carga e uma atmosfera homogênea de processo resultam em uma minimização do desvio de profundidade por toda a carga. A introdução contínua do gás transportador e adições controladas de gás enriquecido resultam em um forno de atmosfera capaz de produzir peças cementadas com a porcenta-

gem especificada de carbono na superfície e com a profundidade de camada especificada com resultados altamente repetíveis (Fig.2). Softwares de controle intuitivo, como o sistema da Ipsen Carb-o-Prof, podem ajudar na manutenção do balanço pela regulagem, documentação e arquivamento dos processos de cementação em forno de atmosfera. Não importa o caso - se o gás de potência escapa ou algum outro evento indesejado ocorre, o software é capaz de adaptar o processo para as circunstâncias alteradas, prevenindo o descarte em potencial de peças e recursos. Mesmo antes do processamento real da carga, os usuários são capazes de gerar uma receita potencial e rewww.revistalH.com.br

JAN A MAR 2015 39

TRATAMENTO TÉRMICO

2 mm

Fig.3. Superfície cementada de forma uniforme em uma engrenagem

Fig.4. Exemplo de um teste simulado utilizando o software Carb-o-Prof

ver imediatamente os resultados do processo utilizando um software de simulação avançado. Especificamente, o software monitora e controla a uniformidade do nível de C dentro da atmosfera, a qual, por meio de supervisão, mantém uma tolerância de ± 0,05% C para o teor de carbono na superfície da peça. Esta consistência do efeito de cementação da atmosfera resulta em uma cementação uniforme na camada superficial, como mostrado no exemplo da engrenagem na Fig.3. Quando há um esforço em direção a uma cementação uniforme, é importante lembrar que a uniformidade de temperaturas e de distribuição do gás estão inter-relacionadas - é difícil alcançar um parâmetro sem influenciar o outro.

litar a distribuição uniforme de temperatura por todo o material sendo endurecido. A mufla propicia uma uniformidade de temperatura que é especialmente importante na camada endurecida porque controla a profundidade de penetração e a concentração de carbono. Além disso, a habilidade da mufla de fornecer uma circulação ótima e um fluxo direcional constante ajuda até mesmo no encharque da carga. Além das uniformidades de temperatura e de distribuição do gás, a próxima etapa crítica é a otimização dos processos de têmpera.

Muflas Cerâmicas

Os fornos de atmosfera por batelada possuem diversas características que ajudam a atingir a temperatura adequada e a uniformidade dos gases durante vários processos. Uma destas características é a mufla cerâmica, a qual é feita de carbeto de silício e pode otimizar o desempenho de todo o processo de tratamento térmico. Os fornos de atmosfera (por exemplo, o modelo ATLAS da Ipsen) utilizam as muflas cerâmicas para proteger a carga do aquecimento direto e faci-

Otimização do Processo de Têmpera

Sistemas de têmpera mais antigos para fornos de atmosfera tinham pouca flexibilidade em relação à variação da intensidade de têmpera. A experiência mostra que há um potencial significativo para otimizar uma têmpera em óleo uniforme. A implementação destas técnicas produziu um endurecimento mais uniforme das peças - especialmente de componentes de engrenagem - com uma melhoria na microestrutura e redução na distorção. As exigências atuais de adaptação da intensidade de têmpera em seus sistemas para as necessidades dos diferentes componentes - especificamente a temperabilidade e minimização da distorção -

Carb-o-Prof® - O Seu Próprio Metalurgista Eletrônico

O Ipsen Carb-o-Prof combina mais de seis décadas de conhecimento e expertise em um único sistema de controles. Ele foi especialmente projetado para a computação e execução dos ciclos completos de cementação e têmpera, bem como de outros processos de tratamento térmico. De uma forma geral, ele fornece a flexibilidade necessária para medir e analisar o seu equipamento e os processos com facilidade. Você pode então utilizar estas análises para refinar e ajustar as definições e parâmetros do seu equipamento para melhorar o seu processo, melhorando, assim, a qualidade das suas peças. Este software consiste de controles flexíveis, avisos dire-

40 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

tos aos usuários e menus coloridos, feito para uma experiência amigável. Outras características incluem um extenso banco de dados de receitas, um controle adaptável de perfil de C e uma função para simular uma economia de tempo e custo.

Banco de Dados de Receitas

Programado com centenas de receitas disponíveis, os bancos de dados permitem que as informações mais importantes da receita sejam registradas de forma rápida e com uma única entrada. Erros nas entradas podem ser prevenidos por meio de uma limitação apropriada da faixa de entradas, desse modo, mantendo uma operação segura e evitando consumos excessivos. Como resultado, as receitas são geradas de uma forma

TRATAMENTO TÉRMICO

levaram também ao aumento da produção de produtos de qualidade.

Velocidade de Têmpera Ideal e Extração de Calor

O objetivo de uma extração de calor uniforme sobre toda a superfície da peça somente pode ser alcançado com um fluxo uniforme de óleo ao redor de toda a peça. Ao mesmo tempo em que esta situação é possível com peças simples, é muito difícil com peças de geometria complexa. Entretanto, isto ainda pode ser atingido com um sistema de têmpera eficiente. É importante estar alerta à fase vapor,

Temperatura do núcleo

Temperatura superficial

102

103

104

105

106

2192 2012 1832 1652 1472 1292 1112 932 752 572 392 212 0

Temperatura, ˚F

Os sistemas modernos de têmpera em óleo (por exemplo, o SuperQuench) têm um sistema de agitação abrangente, permitindo a produção de um fluxo de óleo uniforme por toda a seção da carga e utiliza um ajustador de velocidade do fluxo de óleo. Com a utilização dos agitadores com controle de tempo, a curva de resfriamento do SuperQuench pode atingir resultados próximos aos de uma curva de resfriamento ideal (Fig.5). Esta característica aumenta a eficiência e a flexibilidade dos sistemas de têmpera em óleo e faz com que seja possível o endurecimento de materiais de baixa liga e de seções transversais mais grossas. Além disso, a realização de ciclos de têmpera complexos é procedida facilmente com o software de controle adequado. Um ciclo de têmpera é estabelecido dentro do software pela avaliação do tamanho da seção, tipo de material, densidade da carga, temperatura e tipo de têmpera em óleo.

Temperatura, ˚C

Têmpera em Óleo

1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Tempo, minuto Fig.5. Representação de uma curva de resfriamento ideal com alta taxa de resfriamento no início e uma redução na taxa de resfriamento logo antes de atingir a fase martensítica

também comumente conhecido como efeito Leidenfrost. Este efeito ocorre quando um líquido, que está em contato próximo com uma massa significativamente mais quente que seu ponto de ebulição forma um filme de vapor isolante, impedindo o líquido de entrar em ebulição rapidamente. Então, conforme o filme de vapor se quebra de forma aleatória, a nucleação de fase vapor se inicia e é caracterizada por uma taxa de resfriamento rápida. O estágio final é a fase convectiva. Uma forma de prevenir as dificuldades associadas com a fase vapor é a utilização de um meio de têmpera que não evapore, como os sais ou gás. Entretanto, as suas taxas de resfriamento na região de temperatura mais alta, geralmente, não são suficientes para os aços baixa liga ou aços carbono. Portanto, o objetivo precisa ser otimizar a têmpera em óleo de tal forma que ela reproduza uma curva de resfriamento ideal. Assumindo-se o uso de uma têmpera em

simples e consistente que foca nos resultados de cementação/ dureza e previne erros de entrada.

Simulação da Otimização do Perfil de C

Uma característica padrão do Carb-o-Prof é a sua função de simulação. Essencialmente, ele computa o perfil de carbono esperado para o material de acordo com os parâmetros de entrada e mostra os resultados, tanto na forma de tabelas como de gráficos diretos (Fig.4). O perfil pode, então, ser reavaliado e os parâmetros ajustados, se necessário. De uma forma geral, isto dá ao usuário a habilidade de rever os resultados dos processos para uma carga específica imediatamente após ter gerado uma receita

óleo de alto desempenho - como é normal nos fornos selados atuais - quanto mais alta a velocidade do fluxo de óleo mais facilmente será atingida uma taxa de resfriamento alta e uniforme em toda a área superficial da peça. Estas velocidades aceleram a quebra do filme de vapor nas áreas de menor fluxo, produzindo uma têmpera mais rápida e mais uniforme. As velocidades mais altas do óleo melhoram de forma significativa a uniformidade da extração de calor. Dependendo da espessura da peça e da temperabilidade do respectivo aço, a influência da velocidade do fluxo pode também resultar em consequente melhora na qualidade da peça. Reduzindo as Distorções

Os objetivos de uma têmpera otimizada para diminuir as distorções são, geralmente, definidos como se segue: • Extração de calor uniforme sobre toda a superfície da peça;

em potencial - tudo sem ter que realizar uma corrida real. Devido ao fato de que não é necessária uma corrida com uma carga teste, não serão desperdiçados peças valiosas, tempo e recursos.

Controle do Perfil de C

Utilizando parâmetros objetivados pré-especificados, como o teor de carbono na superfície, a profundidade de cementação e/ou teor de carbono no núcleo, o Carb-o-Prof é capaz de definir uma curva do teor de carbono objetivado na forma de um S suave. Como um resultado, peças dentro de uma mesma carga são compatíveis tanto em profundidade de camada quanto em dureza.

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JAN A MAR 2015 41

TRATAMENTO TÉRMICO anuncio industrial - Março - Abril.pdf 1 30/01/2015 13:21:51

Temperatura ˚C

O sistema de trabalho do Ipsen SuperQuench Sistema de trabalho de um banho em óleo convencional

13 C

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CMY

De 17 a 21 de agosto de 2015, no Riocentro - Rio de Janeiro - RJ

Perlita Martensita

Bainita

Tempo Fig.6. Comparação entre o sistema de trabalho do SuperQuench (esquerda) e o de um banho em óleo convencional (direita)

• Extração de calor uniforme em todas as peças dentro de uma carga; • Adaptação do tempo para o material e para a peça para controlar a intensidade de têmpera. Estes objetivos são realizados por todo o ciclo de têmpera. A primeira parte do ciclo de têmpera utiliza um máximo fluxo de óleo, de forma que a quebra do filme de vapor ocorre rapidamente e há, então, uma alta extração de calor devido à nucleação da fase de ebulição – tudo isso previne a produção de ferrita e perlita. A segunda parte do ciclo de têmpera tem taxas de resfriamento reduzidas para permitir a homogeneização da temperatura entre a superfície e o núcleo antes que a transformação martensítica seja iniciada. Isto equaliza as tensões térmicas e de transformações de fases, produzindo, assim, menos distorções. Assim como a Fig.6 demonstra, este sistema inovador permite que seja atingido um desempenho otimizado e que sejam produzidos componentes de maior qualidade quando comparados aos submetidos ao banho em óleo convencional.

Conclusão

Acesse: www.abmbrasil.com.br/abmweek

Para mais informações: (11) 5534-4333 42 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

Quando se realiza a cementação ou endurecimento completo e a têmpera de peças em fornos de atmosfera por batelada, é essencial que seja atingida uma uniformidade de temperatura e dos gases, que sejam otimizados os componentes relacionados ao fluxo de gás e que sejam objetivadas velocidades de têmpera e extração de calor ideais fazendo uso dos vários sistemas de alto desempenho. Isto permite que sejam produzidas peças de qualidade mais alta, com redução da distorção, bem como que sejam alcançados custos de produção, como um todo, competitivos via tratamento térmico. Além disso, por meio da utilização de tecnologia moderna - como os sistemas Carb-o-Prof e SuperQuench, muflas cerâmicas e queimadores Recon III - podem ser atingidos resultados finais ideais quando se realiza os processos de cementação, endurecimento completo ou têmpera. No final, este projeto aprimorado e o controle de tais tecnologias permite que você impacte o seu processo de forma positiva, bem como utilize as dicas fornecidas para produzir peças de qualidade. PARA MAIS INFORMAÇÕES: Rene Alquicer, gerente de produtos para atmosfera da Ipsen, Cherry Valley, (IL) - EUA. tel: + 1 815-332-2695; e-mail: Rene.Alquicer@IpsenUSA.com; www.IpsenUSA.com.

VÁCUO / TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE

Tendências Atuais na Manutenção de Sistemas a Vácuo Geoff Humberstone - Metallurgical High Vacuum Corporation; Fennville, Michigan - EUA Fig.5. Conjunto hidráulico acionado por motor, com comunicação entre a fábrica e a bomba via um IP de rede

O retorno sobre o investimento pode ser maximizado pela redução de paradas não planejadas por meio de uma manutenção preditiva/preventiva

or alguma razão desconhecida, sopradores e bombas primárias de vácuo sempre parecem travar, desenvolver vazamentos de óleos ou fazer barulhos estranhos na sexta-feira à tarde. Como resultado, a produção necessária é perdida ou, em um caso pior, toda a carga do forno vira sucata.

Manutenção Preditiva

Com a manutenção preditiva, estes tipos de interrupções se tornarão raros. A manutenção preditiva exige retirar uma peça do equipamento, ainda funcionando, baseada em horas de serviço acumuladas e sinais de vibração do equipamento. O ponto-chave é parar o equipamento e fazer os devidos reparos antes que ocorra uma falha catastrófica. Esta é a alternativa mais barata em longo prazo porque as paradas para mudança são planejadas e os custos de reforma são mais baixos, já que, geralmente, poucas peças precisam ser substituídas. Esta é uma medida muito difícil para a gerência se a norma for “usar até que quebre”. Abordagem

0,2540 0,2286 0,2032 0,1778 0,1524 0,1270 0,1016 0,0762 0,0508 0,0254 0,0000 200

‘Uma Análise Transformada Rápida de Fourier (TRF)’

Um nível de vibração de referência precisa ser estabelecido para todas as bombas primárias e sopradores (as bombas secundárias não se encaixam mais sobre isto depois). Geralmente, este teste especializado é feito por uma pessoa terceirizada. Ela anexará discos rígidos de coleta no motor e no final do equipamento rotativo para localizar a posição do acelerômetro durante a varredura da vibração. Desta forma, a geometria do coletor se torna fixa e não uma função de quem está fazendo a varredura. Para cada localização do coletor será plotada uma análise da Transformada Rápida de Fourier (TRF) com os dados de saída do acelerômetro. A Fig.1 mostra um gráfico para o soprador reformado do tipo Roots (também conhecidos como bombas sopradoras) com 5 HP, funcionando a 85 Hz (5.100 rpm) sob carga. Nós determinamos que esta máquina deveria ter uma amplitude de velocidade desbalanceada primária de menos de 3 centímetros/segundo para assegurar uma vida aceitável ao equipamento reformado. Os gráficos mostram uma amplitude de 2,99 cm/s em 5.009 rpm devido ao desbalanceamento primário do sistema do rotor/impulsor do motor. O “segundo pico” para velocidade de 1,22 cm/s e rotação de

Velocidade, cm/s

É necessária uma abordagem em duas frentes para a manutenção preditiva: • Uma análise da vibração em todo o equipamento rotativo;

• O uso de um checklist projetado de forma customizada para cada sistema de forno.

2000

4000 6000 8000

1000 1200 1400 1600 17800

Frequência, ciclo por minuto (CPM) Fig.1. Gráfico para um soprador reformado Roots-type 5 HP a 85 Hz (5.100 rpm) sob carga

0,1270 0,1143 0,1016 0,0889 0,0762 0,0635 0,0508 0,0381 0,0254 0,0127 0,0000 200

2000

4000

6000 8000 1000 1200 1400 1600 17800

Frequência, CPM Fig.2. Extremidade de acionamento de soprador grande Roots-type 30 HP (Leybold RA9001) operando a 1.800 rpm www.revistalH.com.br

JAN A MAR 2015 43

VÁCUO / TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE

Medidores de Horas

0,000762 0,068580

Velocidade, cm/s

0,060096 0,053340 0,045720 0,038100 0,030480 0,022860 0,015240 0,007620 0,000000 200

2000

4000

6000

8000

1000

1200

1400

1600

17800

Frequência, CPM Fig.3. Acionamento da engrenagem do mesmo equipamento mostrando um leve desbalanceamento primário

9.931 rpm (segundo harmônico) é devido às características de fluxo do soprador de lóbulo rotativo sob carga (ou seja, dois picos de descarregamento por rotação). Os picos menores são devidos às frequências de passagem dos rolamentos nos anéis internos e externos. Estas amplitudes aumentarão no equipamento com o decorrer do tempo de corrida. A Fig.2 apresenta os dados para a extremidade de acionamento de um soprador grande do tipo Roots com 30 HP (Leybold RA9001), operando com rotação de 1.800 rpm. Veja que o primeiro desbalanceamento de 1,5 cm/s ocorre para 1.757 rpm e que vários picos pequenos se estendem para até 7.470 rpm devido às vibrações rolamento/

44 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

anel. A Fig.3 é a extremidade da engrenagem da mesma máquina mostrando um desbalanceamento primário ligeiramente menor. As figuras formam uma base de dados da vibração e são enviadas junto ao equipamento. O cliente final fará suas próprias corridas e terá seus próprios gráficos para dados de referência. Para verificar se há problemas com os rolamentos, as varreduras deveriam ser feitas quadrimestralmente ou, ao menos, duas vezes ao ano. O objetivo é verificar quando precisa ser realizada a parada do equipamento. No caso do soprador maior apresentado, as paradas deverão ocorrer a cada 3 ou 4 anos sob uma operação 24 horas x 7 dias na semana (25.000 a 35.000 horas).

Uma linha do tempo precisa ser estabelecida e esta varredura pode ser feita de diversas formas. Uma forma simples é instalar medidores de hora de 120 VCA (Voltagem Corrente Alternada) através do acionador do motor selecionado. Se houver um sistema PLC (Controlador Lógico Programável) com um HMI (Interface Homem Máquina), uma “tela de manutenção” pode ser desenvolvida para mostrar as horas acumuladas em cada motor com sugestões para os intervalos de manutenção. Medidores de hora (480 VCA) estão disponíveis para se conectar diretamente por meio do motor da bomba ou do soprador, mas será necessário um recinto fechado montado próximo ao motor com fios interconectando. Checklist

Estes são os pontos cruciais para um programa de manutenção de sucesso. O checklist precisa ser feito para todos os subsistemas em um forno a vácuo típico. Eles são preenchidos semanalmente durante uma vistoria programada. Preste atenção aos barulhos novos, vazamentos de óleo das vedações dos eixos, vazamentos de ar comprimido, etc. Itens específicos a serem checados e efetuados: • Correias de transmissão nas bombas; • Níveis de óleo nas bombas primárias, condição do óleo (limpo ou esbranquiçado); • Níveis de óleo nas cavidades de vedação de lábio nos sopradores, se equipadas com isso; • Níveis de óleo nas extremidades do motor e engrenagem dos sopradores. • Condição do acoplamento nos sopra-

Registrar a temperatura do óleo

Drenar o separador do óleo de mistura

Checar a pressão de exaustão durante a calibração dedesbaste

Checar selos mecânicos da haste

Checar nível de óleo

Técnico:

Checar correias

Data: __/__/__

Checar calibragem de delta

Forno a Vácuo #1

Drenar água dos reservatórios de óleo

VÁCUO / TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE

Anotações

Bomba hs430 esquerda Bomba hs430 direita Bomba secundária 148 Selo do eixo do soprador Extremidade da acionamento do soprador Extremidade da engrenagem do soprador Bomba difusora HS 35 Selo da haste do alto vácuo (se aplicável) Lubrificante de ar Unidade hidráulica

Fig.4. Formulário típico para a checagem de um forno a vácuo

dores se for com acionamento direto (nós temos observado acoplamentos totalmente desengatados); • Em Roots grandes de 10m e máquinas com engrenagens grandes, cheque a presença de bolsões nas extremidades do motor e da engrenagem, se necessário drene e anote; • Drene os reservatórios de óleo nas bombas primárias - cheque a água e ajuste a válvula de lastro de gás, se necessário, para retirar a água contaminada; • Drene qualquer óleo próximo aos sepa-

radores de névoa de óleo, se equipado com; • Faça a exaustão da contrapressão durante o desbaste, se equipado com aferidores; • Registre a temperatura do óleo nas bombas primárias; • Registre o delta P do óleo nos filtros da bomba primária, se equipada com; • Verifique se há áreas com misturas de óleo em torno das vedações dos eixos mecânicos ou vazamentos grosseiros de óleo; • Nível de óleo na bomba difusora (verifique leituras quentes ou frias);

• Em bombas difusoras há um ejetor de linha anterior (modelos VHS 6-10, HS16-20-35), sinta a temperatura no cotovelo da linha anterior e se assegure de que o motor do ejetor está funcionando e adequadamente dentro da linha anterior; • Ouça barulhos nas engrenagens/rolamentos dos sopradores; • Barulho de “batida de óleo” no pistão rotativo da bomba primária quando a paridade está OK. Se houver um “martelamento pesado” que não seja silenciado por um pequeno lastro de gás, há excesso de folgas/rolamentos ruins na bomba; • Nível de óleo na linha de lubrificação do ar; • Nível de óleo na unidade hidráulica, se equipado com. Não ignore as bombas de retenção! Bombas pequenas de acionamento direto precisam ter uma pequena quantidade de óleo drenado para assegurar que ele não esteja polimerizado. Nós vimos falhas em bombas Leybold D25B que indicavam bom nível de óleo, mas o reservatório de óleo estava completamente cheio de óleo do tipo alcatrão. A Fig.4 mostra o formulário de um checklist típico para um forno a vácuo. As linhas “data” e “técnico” precisam ser preenchidas. Problemas específicos podem ser anotados na área “notas”. Este formulário foi feito para um forno tendo um par de bombas primárias MHV HS430 com filtração interna. Este é um primeiro esboço e precisará de alguma lapidação. Para a pesquisa, nós sugerimos duas técnicas para percorrer a lista. Isto levará de 15 a 20 minutos por forno. Assumindo que o óleo da

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JAN A MAR 2015 45

VÁCUO / TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE

Fig.6. O Allen Bradley MicroLogix 1100 PLC que permitirá a interface com o IP de rede

bomba esteja em boas condições.

Diretrizes para a Manutenção Preventiva Bombas primárias

A manutenção consiste da mudança do óleo/filtro, substituição da válvula/mola da válvula, etc. A Stokes recomenda uma troca de óleo a cada 300 horas de operação porque estas bombas não têm um sistema de filtração interno. Em um sistema 24x7, isto é somente de 12 a 13 dias! Se você aderir a esta frequência de troca de óleo, você verá a vida da bomba e os custos com óleo aumentarem. As trocas de óleo deveriam ser ditadas pelos resultados da análise do óleo e não pelas horas de operação. Um forno a vácuo para têmpera em óleo operando somente alguns dias por semana precisaria de troca de óleo na bomba primária a cada quatro meses. Nós recomendamos utilizar nas válvulas primárias óleo de motor com multiviscosidade com um detergente e um pacote contra ferrugem/oxidação no pistão rotativo e na palheta. Uma pressão de base mais alta nestes óleos não é um problema visto que a maioria das aplicações envolvem um soprador lóbulo rotativo em frente à bomba. Isto faria o vácuo base da entrada do soprador somente alguns microns abaixo daquele obtido com a bomba a óleo com vácuo destilado com um pacote de aditivos mínimo ou nenhum. As mudanças de válvulas clapper e molas devem ser anuais em bombas de pistão 46 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

rotativo operando ano após ano. Faria sentido converter estas válvulas do tipo clapper para uma válvula de assento para eliminar as chances de ingestão da mola da válvula. Sopradores de Lóbulos Rotativos

A frequência normal de troca de óleo em um soprador de lóbulos rotativos é de uma a duas vezes por ano, mas nós temos visto aplicações com ingestão de partículas de refratários pesados que requerem trocas de óleo semanais para manter a vida das engrenagens e rolamentos aceitável! Os grandes sopradores a vácuo Roots têm quatro selos mecânicos lubrificados sob pressão. O vazamento normal de óleo pelo selo termina na cavidade do selo localizada na base da placa frontal. Estes bolsões precisam ser drenados para remover o óleo acumulado. Se você precisa drenar cerca de um quarto de óleo por semana, os selos mecânicos precisarão ser substituídos. Se a drenagem não for feita, o nível de óleo aumentará e transbordará por meio dos pescoços dos impulsores dentro do cilindro. Este óleo, eventualmente, pode acabar dentro da bomba primária. Bombas Difusoras

As bombas difusoras deveriam ser removidas a cada 1 ou 2 anos, desmontadas e recobertas com jato de vidro. Após a remoção da montagem do jato, colocar a bomba no chão de forma que dê um fácil acesso para as chapas aquecedoras e da caldeira.

Neste momento, as chapas da caldeira podem ser inspecionadas quanto a uma curvatura excessiva (nós permitimos no máximo 9,5 mm no HS35 antes de recomendar uma nova chapa para a caldeira). Nós também recomendamos o uso dos aquecedores OEM-style porque eles se conformam melhor ao prato da chapa da caldeira do que o substituto em ferro fundido. • Para as conexões dos aquecedores são recomendados os cabos para alta temperatura #10-538 com ressaltos Panduit P10-10RHT6-D. Isole a junção fio/conector com a fita Scotch #27. • Verifique a corrente dos aquecedores nas três pernas. Correntes desbalanceadas significam um aquecedor aberto. Substitua o conjunto completo de aquecedores. • A ausência dos fixadores na chapa da caldeira precisa ser corrigida por solda TIG para manter a força adequada de travamento. • As linhas de resfriamento precisam ter a pressão nivelada com uma solução 5050 de água quente e ácido muriático. Circule esta solução com uma bomba de diafragma plástica operada ao ar e um êmbolo de bomba com 19 litros por uma hora ou duas. Então, nivele com água limpa. • Após a reinstalação, evacue e cheque se há vazamento de hélio nas buchas da tampa fria e tubulações, se aplicável. O vazamento de água interna na tampa fria arruinará a base do vácuo na bomba. Nota: as bombas da série Leybold DIF têm cartuchos aquecedores, os quais podem ser extremamente difíceis de serem removidos. Conjunto de Sensores para Bombas Stokes 412-Style

Nós fornecemos um conjunto alimentado que permite a comunicação da fábrica com a bomba via um IP de rede. A Fig.5 (imagem introdutória) mostra tal conjunto. A Fig.6 mostra o PLC Allen Bradley MicroLogix 1100 que fará a interface com o IP de rede. Isto permite o monitoramente da temperatura do óleo da bomba, o nível e a pressão da linha. Um sensor de proximidade sente a rotação do volante e avisa sobre falhas na correia de transmissão. Luzes-piloto permitem uma inspeção fácil da operação da bomba durante uma vistoria. PARA MAIS INFORMAÇÕES: Geoff Humberstone, Mettalurgical High Vacuum Corporation, Fennville, (Ml) - EUA. tel: +1 269-5434291; e-mail: geoff-h@methivac.com; www. methivac.com

TRATAMENTO TÉRMICO DE NÃO FERROSOS

Efeito de Tratamentos Termomecânicos na Microestrutura de Ligas Biomédicas de Ti-15Zr-Mo Diego Rafael Nespeque Correa; Pedro Akira Bazaglia Kuroda; Mariana Luna Lourenço e Carlos Roberto Grandini - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - UNESP; Bauru, São Paulo O efeito de diferentes tratamentos termomecânicos na estrutura, microestrutura, e em algumas propriedades mecânicas de ligas de Ti-15Zr-Mo foi analisado. Os resultados indicaram que os mesmos foram efetivos para alterar a estrutura destas ligas

titânio e suas ligas apresentam propriedades favoráveis para aplicações aeroespaciais, aeronáuticas, automobilísticas, químicas e biomédicas, como elevada razão resistência mecânica/densidade, módulo de elasticidade relativamente baixo, excelente resistência à corrosão e ao desgaste, além de comprovada biocompatibilidade e osseointegração [1,2]. O titânio é um elemento alotrópico, que apresenta uma mudança de estrutura cristalina de hexagonal compacta (fase a) para cúbica de corpo centrado (fase ß) em torno de 883º C [2,3]. A adição de elementos de liga pode afetar a temperatura ß-transus e início da transformação martensítica, podendo facilitar a formação de fases metaestáveis ou reter a fase ß em temperatura ambiente [4,5]. As ligas de titânio podem ser classificadas de acordo com a fração de fases a e ß na microestrutura, podendo ser do tipo a, a+ß e ß (metaestável ou estável) [3,5]. As propriedades mecânicas do titânio são fortemente influenciadas pela sua microestrutura, em virtude das diferenças nos planos de deslizamento e empacotamento atômico da estrutura hexagonal compacta e cúbica de corpo centrado [6,7]. Tratamentos mecânicos e térmicos podem ser efetivos para modificar a microestrutura por meio de deformação mecânica ou indução da formação de precipitados ou fases metaestáveis [8,9]. Atualmente, o desenvolvimento de novas ligas biomédicas de titânio tem focado na formação de ligas tipo ß por apresentarem menor módulo de elasticidade, prevenindo, assim, problemas de remodelação óssea (“stress shielding”). Além disso, tem sido preferível a formação de ligas sem a presença de alumínio e vanádio, com a adição de elementos não tóxicos, como o molibdênio, tântalo, nióbio e zircônio [2,9]. Neste trabalho, o efeito de diferentes tratamentos termomecânicos na estrutura, microestrutura, e em algumas propriedades mecânicas (dureza e módulo de elasticidade) de ligas de Ti-15Zr-Mo foi analisado.

fusão a arco voltaico, com atmosfera inerte de argônio, eletrodo não consumível de tungstênio e cadinho de cobre refrigerado com água, a partir de metais comercialmente puros. Estas composições correspondem a ligas do tipo a+ß, ß metaestável e ß estável. As ligas foram submetidas a um processo de laminação a quente a 1000 ºC, com resfriamento lento ao ar. Em seguida, foi realizado um tratamento térmico de homogeneização, em vácuo de 10-5 Torr, patamar de temperatura de 1000 ºC, durante 24 horas e resfriamento lento de 5ºC/min. Posteriormente, foi realizado um tratamento solubilização, em vácuo de 10-6 Torr, patamar de 850 ºC por 2 horas e resfriamento rápido com água. Por fim, foi realizado um tratamento envelhecimento, em vácuo de 10-6 Torr, a 425ºC durante 12 horas, e resfriamento rápido com água. Detalhes da caracterização química das ligas podem ser obtidos em Correa, Kuroda e Grandini [10]. A caracterização estrutural e microestrutural foi realizada por medidas de difração de raios X e microscopia óptica. Os difratogramas foram obtidos pelo método do pó, em um equipamento Rigaku D/Max 2100/PC, com corrente de 20 mA e potencial de 40 kV. As medidas foram realizadas no modo de tempo fixo, no intervalo de 10 º a 100 º, passo de 0,02 º e tempo de coleta de 3,2 s. As micrografias ópticas foram obtidas em um microscópio Olympus BX51M, conectado a um microcomputador. Após preparação metalográfica padrão, as ligas sofreram ataque químico com solução de H 2O, HNO3 e HF, na proporção de 80:15:5. As propriedades mecânicas das ligas foram analisadas por medidas de microdureza Vickers e módulo de elasticidade. As medidas de microdureza foram realizadas em um equipamento Shimadzu HMV2, com carga de 0,200 kgf e tempo de 60 s. O módulo de elasticidade foi obtido pela técnica de excitação por impulso em uma amostra com formato retangular de aproximadamente 1,00 mm de espessura. As propriedades mecânicas analisadas foram comparadas com o Ti-cp (grau 2) utilizado como referência.

Materiais e Métodos

Resultados e Discussão

As ligas Ti-15Zr-xMo (x = 5, 10 e 15 %p) foram produzidas por

A Fig.1 mostra os difratogramas de raios X das ligas em função www.revistalH.com.br

JAN A MAR 2015 47

TRATAMENTO TÉRMICO DE NÃO FERROSOS

Ti-15Zr-5Mo

Ti-15Zr-10Mo

Ti-15Zr-15Mo

Envelhecida a/ß a

a/ß a ßa

Envelhecida a/ß

Envelhecida

aa ß

ß aa/ßa ß

a ß

Solubilizada

Homogeneizada

Laminada

a”/ß a”

a”

Intensidade (u.a)

Solubilizada

Homogeneizada

a”/ß

a” a”

a”/ß a”a”/ßa”ß

Laminada

Homogeneizada

Laminada

a” a”/ß

a” ß

Intensidade (u.a)

Solubilizada

a” a”

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

20 (graus)

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

20 (graus)

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

20 (graus)

Fig.1. Difratogramas de raios X para as amostras das ligas do sistema Ti-15Zr-Mo, em todas as condições de processamento utilizadas neste trabalho

dos tratamentos termomecânicos, que indicam diferentes variações na fração de fases das ligas com os tratamentos termomecânicos. A liga bifásica Ti-15Zr-5Mo apresentou picos correspondentes às fases a” e ß, sendo sua fração sensível aos tratamentos termomecânicos. Após a laminação a quente e solubilização, foi retida uma maior fração de fase ß, enquanto maior quantidade de fase a” foi retida após o processo de homogeneização. O envelhecimento resultou na presença de picos de fase a juntamente à ß. A liga metaestável Ti-15Zr-10Mo apresentou um padrão de difração predominantemente ß após laminação, sendo retida uma significante quantidade de fase a” após a homogeneização. O tratamento de solubilização recuperou a formação predominante de fase ß. O envelhecimento possibilitou a retenção de uma significativa fração de fase a na liga. A liga tipo ß estável Ti-15Zr-15Mo não apresentou mudanças significativas nos padrões de difração, uma vez que a temperatura ß-transus se encontra abaixo da temperatura ambiente, não sendo possível induzir qualquer transformação de fase durante os tratamentos termomecânicos [6,9]. O processo de laminação a quente produziu diversas deformações mecânicas nas ligas, o que pode induzir mudanças de fase por deformação, além disso, sendo o processo finalizado com resfriamento ao ar, também pode acarretar em formação de fases fora do equilíbrio [6,11]. O processo de homogeneização foi realizado com o propósito de eliminar as tensões residuais do processo de conformação mecânica e recristalizar a microestrutura, sendo que o resfriamento lento foi realizado com o intuito de evitar a formação de fases metaestáveis [11,12]. O processo de solubilização foi realizado objetivando melhorar a resistência mecânica do material, sendo o resfriamento rápido com água capaz de reter fases metaestáveis ao longo da microestrutura [4,13]. A formação de fases metaestáveis depende também do teor de elementos de liga, que podem diminuir a temperatura ß-transus gradativamente, como pode ser observado pelos difratogramas de raios X, mostrados na Fig.1 [2,14]. A Fig.2 apresenta as micrografias ópticas das ligas em função dos tratamentos termomecânicos. As ligas apresentaram algumas 48 JAN A MAR 2015

Industrial Heating

mudanças microestruturais de acordo com os tratamentos termomecânicos e o teor de elementos de liga. A liga Ti-15Zr-5Mo apresentou estruturas aciculares finas típicas da martensita a” juntamente a contornos de grãos da fase ß. A forma e tamanho destas estruturas foram influenciadas pela deformação mecânica e tratamento térmico [6,10]. Após laminação a quente, a microestrutura apresentou grãos em formatos irregulares e estruturas aciculares finas, contudo, o tratamento de homogeneização resultou em um aumento das estruturas aciculares e dos contornos de grãos [2,10]. O tratamento de solubilização acarretou em um aumento dos tamanhos dos grãos e diminuição das estruturas aciculares, devido ao resfriamento rápido do processo. O envelhecimento resultou na formação de algumas placas grosseiras, que podem ser relacionadas com a precipitação de fase a[4,10]. A liga Ti-15Zr-10Mo apresentou apenas formação de grãos da fase ß em forma irregular após laminação a quente, contudo, pequenos precipitados de fase a” puderam ser observados ao longo da região intragranular após homogeneização [10,15]. Após o tratamento de solubilização, foi possível observar a presença de estruturas aciculares de fase a” em maiores quantidades no interior dos grãos. O envelhecimento possibilitou a precipitação de fase a ao longo dos contornos de grão e em algumas regiões intergranulares [6,10]. A liga Ti-15Zr-15Mo apresentou somente a formação de grãos equiaxiais de fase ß, mudando apenas a forma e tamanho conforme os tratamentos termomecânicos, com exceção para a condição após envelhecimento, que apresentou mudanças significativas devido à formação de fase a [9,10]. Os resultados corroboraram os difratogramas de raios X apresentados na Fig.1. Um comparativo dos valores de dureza e módulo de elasticidade das ligas em função dos tratamentos termomecânicos é apresentado na Fig.3. Os tratamentos termomecânicos foram efetivos para alterar as propriedades mecânicas das ligas. A dureza de todas as ligas apresentaram valores acima do Ti-cp (187 ± 5 HV), devido ao endurecimento por solução sólida [2,10]. Contudo, pode-se observar que as ligas homogeneizadas apresentaram menores valores de dureza

TRATAMENTO TÉRMICO DE NÃO FERROSOS

Ti-15Zr-5Mo

Ti-15Zr-10Mo

100 µm

Ti-15Zr-15Mo

100 µm

Após Laminação

100 µm

Após Tratamento Térmico de Homogeneização

100 µm

Após Tratamento Térmico de Solubilização

100 µm

Após Tratamento Térmico de Envelhecimento Fig.2. Micrografias ópticas para as amostras das ligas do sistema Ti-15Zr-Mo, em todas as condições de processamento utilizadas neste trabalho www.revistalH.com.br

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TRATAMENTO TÉRMICO DE NÃO FERROSOS

Envelhecida Solubilizada Homogeneizada Laminada

Microdureza (HV)

450 400 350 300 250

130

Módulo de elasticidade (GPa)

500

Envelhecida Solubilizada Homogeneizada Laminada

120 110 100 90 80 70 60 50 40

Ti-15Zr-xMo (% p.)

Fig.3. Propriedades mecânicas para as amostras das ligas do sistema Ti-15Zr-Mo, em todas as condições de processamento utilizadas neste trabalho

em relação às laminadas, devido à eliminação das tensões residuais e precipitação da fase a” [6,10]. Os tratamentos térmicos de solubilização apresentaram uma leve tendência de aumentar a dureza das ligas, devido às fases metaestáveis retidas durante o resfriamento rápido, enquanto o envelhecimento diminuiu os valores de dureza, em virtude da precipitação de fase a [3,10]. O módulo de elasticidade das ligas também apresentou valores abaixo do Ti-cp (109 ± 3 GPa), devido à estabilização de fase ß na microestrutura pela adição dos elementos de liga [10,16]. O tratamento de homogeneização apresentou uma tendência de aumento do módulo de elasticidade, em virtude da eliminação da orientação preferencial da laminação [10,17]. O tratamento de solubilização diminuiu levemente o módulo de elasticidade das ligas, em virtude da maior fração de fase ß retida nas ligas bifásica e metaestável com o resfriamento rápido. O envelhecimento resultou em um leve aumento do módulo de elasticidade, devido à precipitação de fase a, que apresenta maior valor de módulo de elasticidade que a fase ß [15,17].

ser uma ferramenta interessante para a otimização das propriedades mecânicas destas ligas visando sua utilização na área biomédica.

Conclusões

PARA MAIS INFORMAÇÕES: Diego Rafael Nespeque Correa, bolsista de

Os resultados indicaram que os tratamentos termomecânicos foram efetivos para alterar a estrutura, microestrutura e algumas propriedades mecânicas das ligas do sistema Ti-15Zr-Mo do tipo a+ß e ß metaestável. O controle da microestrutura, por meio destes tratamentos, pode

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Industrial Heating

Agradecimentos

Os autores agradecem à FAPESP, CNPq e FUNDUNESP pelo suporte financeiro e à Profa. Dra. Marília Afonso Rabelo Buzalaf, da USP, Faculdade de Odontologia de Bauru, pelas facilidades nas medidas de microdureza.

Referências

As referências estão online no endereço www.revistaih.com.br/artigo-tecnico/efeito-de-tratamentos-termomecanicos-na-microestrutura-de-ligas-biomedicas-de-ti-15zr-mo/3411 O artigo apresentado foi vencedor do Prêmio Revista Industrial Heating Brasil, oferecido na VII Conferência Brasileira sobre Temas de Tratamento Térmico - TTT 2014. Doutorado Direto da FAPESP, junto ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - UNESP - Bauru (SP), e-mail: diegornc@fc.unesp. brmethivac.com.

DÜSSELDORF, GERMANY

THERM PROCESS

The Bright World of Metals

2015

16–20 JUNE

11. Internationale Fachmesse und Symposium für Thermoprozesstechnik

11th International Trade Fair and Symposium for Thermo Process Technology

THERM PROCESS