DOUTOR EM TRATAMENTO TÉRMICO
Carbonitretação de Parafusos
A
DANIEL H. HERRING +1 630-834-3017 dherring@heat-treat-doctor.com
carbonitretação de parafusos é de importância crítica para sua funcionalidade e um dos tratamentos térmicos de endurecimento mais comuns. Estudar como o processo funciona nesta aplicação ajudará a esclarecer todos os processos de carbonitretação. Vamos aprender mais. A carbonitretação a gás é uma forma modificada do processo de cementação e não uma forma de nitretação. Neste processo, tanto o carbono (C) quanto o nitrogênio (N) são introduzidos na superfície do aço pela introdução de amônia (NH3) e um gás enriquecedor de hidrocarbonetos na atmosfera do forno, a fim de adicionar nitrogênio à camada cementada à medida que está sendo produzida (Fig. 1). O Processo de Carbonitretação Normalmente, a carbonitretação é feita em uma temperatura mais baixa do que a cementação - 700-900°C - e por um tempo mais curto. Combine isso com o fato de que o nitrogênio inibe a difusão de carbono e o que geralmente resulta é um caso mais raso do que
0.8
Caso martensítico
Núcleo
0.6
0.4 Carbonitretação a 850˚C 0.2 Nitrogênio
Carbono
0 0 50 100 150 200 250 Distância da superfície, µm
Fig. 1. Camadas superficiais produzidas por carbonitretação de aço a 850°C (1560°F), onde o carbono predomina na formação de uma camada martensítica [1] 20 JUL A SET 2020
Industrial Heating
o típico para peças cementadas. Uma camada carbonitretada geralmente tem 0,075-0,75 mm de profundidade. É importante notar que um contribuidor comum para profundidades não uniformes de revestimento é começar a adição de amônia antes que a carga seja estabilizada na temperatura. Esse erro geralmente ocorre em fornos descontínuos que iniciam as adições de gás assim que o setpoint se recupera ou em fornos contínuos onde as peças não estão em temperatura. É melhor introduzir um atraso de tempo para que toda a carga atinja a temperatura. Lembre-se também de que, quando termina a adição de amônia, começa a dessorção de nitrogênio. A faixa de temperatura para carbonitretação não é arbitrária. A decomposição térmica da amônia é muito rápida em temperaturas de austenitização mais altas, o que limita a disponibilidade de nitrogênio. Uma estrutura quebradiça é formada em temperaturas mais baixas. Fornos operacionais abaixo de 760°C também podem representar uma preocupação de segurança. A carbonitretação é conhecida por muitos nomes ao longo dos anos, incluindo “cianeto seco”, “cianeto a gás”, “nicarbonato” e “nitrocarbonetação” (Hoje, a nitrocarbonetação é usada para descrever outro tipo de processo de endurecimento.) Conteúdo de Nitrogênio da Camada O nitrogênio no aço carbonitretado aumenta a temperabilidade e possibilita a formação de martensita em aços carbono simples e de baixa liga que inicialmente têm baixa temperabilidade. Os exemplos incluem SAE 1018, 12L14 e 1117 que podem ser transformados no caso em martensita devido à redução da taxa de resfriamento crítico necessária para transformar o aço. Os nitretos formados contribuem para
