Industrial Heating – dezembro 2021

BRASIL

Abr a Jun 2019 The International Journal Of Thermal Processing

DEZEMBRO 2021

Sinterização a Vácuo de Aços Inoxidáveis: A Escolha da Atmosfera de Sinterização ÍNDICE

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18 Aço Endurecível por Precipitação: Recozido ou Envelhecido?

25 Brasagem Industrial com Ouro: Um Estudo de Caso 29 Cementação - Perguntas e Respostas com o Doutor em Tratamento Térmico – Parte 1 32 Taxas de Resfriamento Aprimoradas em Sistemas de Leito Fluidizado

Combustol Fornos - Reposicionamento no Mercado

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

DOUTOR EM TRATAMENTO TÉRMICO

Industrial Heating

OUT A DEZ 2020 15

Na Capa: Sinterização a Vácuo de Aços Inoxidáveis: A Escolha da Atmosfera de Sinterização Confira na página 22

29 18

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CONTEÚDO

DEZEMBRO 2021 - NÚMERO 53

ARTIGOS 18

Foto de capa: Cortesia de TAV VACUUM FURNACES SPA

Materiais resistentes ao calor

Aço Endurecível por Precipitação: Recozido ou Envelhecido?

Marc Glasser – Rolled Alloys; Temperance, Mich, EUA

Como metalúrgico de suporte técnico ao cliente, uma pergunta que os clientes fazem repetidamente é se o aço endurecível por precipitação é recozido ou envelhecido. Esta pergunta é referente a A286, 718, 17-4, 15-5, 13-8 e outras ligas endurecíveis por precipitação.

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Sinterização & manufatura aditiva

Sinterização a Vácuo de Aços Inoxidáveis: A Escolha da Atmosfera de Sinterização Giorgio Valsecchi – TAV VACUUM FURNACES SPA; Caravaggio, Itália

Atualmente, várias tecnologias dependem da sinterização para transformar peças porosas e frágeis em componentes resistentes e totalmente densos – desde prensagem e sinterização até moldagem por injeção de metal (MIM – Metal Injection Molding) e fabricação aditiva por jato de ligante até FDM (Fused Deposition Modeling - Modelagem de Deposição Fundida) de metal.

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Vácuo & tratamento de superfície

Brasagem Industrial com Ouro: Um Estudo de Caso Alex Pohoata – F & B Mfg. LLC; Phoenix, Arizona, EUA

Experimentos foram realizados para desenvolver o melhor processo de brasagem da liga Hast X para uma aplicação aeroespacial.

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Gases industriais e combustão

Cementação - Perguntas e Respostas com o Doutor em Tratamento Térmico – Parte 1 Reed Miller entrevista Dan Herring

Em meados do ano passado, Reed Miller, editor chefe da IH americana, entrevistou Dan Herring, o Doutor em Tratamento Térmico (Heat Treat Doctor), abordando algumas perguntas de leitores sobre cementação.

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Tratamento térmico por indução

Taxas de Resfriamento Aprimoradas em Sistemas de Leito Fluidizado Andreas Guderjahn – Schwing Technologies GmbH, Alemanha; Mei Yang, Haoxing You e Richard D. Sisson Jr. – Centro de Excelência em Tratamento Térmico, EUA; Ralf Giebmanns – PEER Energy GmbH, Alemanha

Excelente alternativa ao banho de sal e outras tecnologias de tratamento térmico. Durante as últimas décadas, a tecnologia de leito fluidizado em termos de qualidade não perdeu a sua importância para aplicações de tratamento térmico e tornou-se mesmo indispensável em alguns nichos de aplicação devido às suas propriedades especiais.

Industrial Heating

DEZEMBRO 2021 3

BRASIL

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EQUIPE DE EDIÇÃO BRASILEIRA SF Editora é uma marca da Aprenda Eventos Técnicos Eireli (19) 3288-0437 - ISSN 2178-0110 Rua Ipauçu, 178 - Vila Marieta, Campinas (SP) www.sfeditora.com.br Udo Fiorini Publisher, udo@sfeditora.com.br • (19) 99205-5789 Mariana Rodrigues Redação - Diagramação, marianar205@gmail.com • (19) 3288-0437 André Júnior Vendas, andre@grupoaprenda.com.br • (19) 3288-0437

DEPARTAMENTOS

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04 Índice de Anunciantes 13 Novidades

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 Erik Klingerman Group Publisher, klingermane@bnpmedia.com • +1 440-292-7580 EDIÇÃO E PRODUÇÃO NOS EUA

ÍNDICE DE ANUNCIANTES Empresa

Pág.

Contato

HEF Durferrit

17

www.hef-durferrit.com.br

LMTerm

9

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Metalurgia 2022

2a capa

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Kathy Pisano Diretora de Publicidade, kathy@industrialheating.com +1 412-306-4357 Fax: +1 412-531-3375

TAV

4ª capa

www.tav-vacuumfurnaces.com

Villares Metals

3a capa

www.villaresmetals.com

ZwickRoell

40

www.zwickroell.com

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

DIRETORES CORPORATIVOS Rita M. Foumia Recursos Humanos e T.I Michael T. Powell Criação Lisa L. Paulus Finanças Scott Wolters Eventos Vincent M. Miconi Produção Beth A. Surowiec Pesquisa de Mercado As opiniões expressadas em artigos, colunas ou pelos entrevistados são de responsabilidade dos autores e não refletem necessariamente a opinião dos editores.

4 DEZEMBRO 2021

Industrial Heating

12 CONTEÚDO

DEZEMBRO 2021 - NÚMERO 53

COLUNAS 06 Editorial EUA

Novas Tecnologias para o Ano Novo Como janeiro é o mês em que tentamos focar em novas tecnologias e produtos que impactam a indústria de processamento térmico, vamos dar uma olhada em

algumas notícias recentes que chegaram à minha mesa (ou melhor, apareceram na minha caixa de entrada).

08 Editorial Brasil

1º Congresso de Processos Térmicos Na última edição da IH escrevi sobre a nossa

disposição em voltar a realizar eventos presenciais, já “fora do ar” há mais de dois anos por causa da pandemia.

10 Pesquisa e Desenvolvimento

Rota 2030: Nos Detalhes se Escondem as Oportunidades! Caros leitores, 2022 começou com um sentimento forte

de recuperação, mas aos poucos foi acalmando, passando para um ambiente de cautela geral ditado por uma série de fatores, a maioria fora do nosso controle.

12 Simulação Computacional

Temperar antes de Forjar, dá certo? Esta foi a pergunta que uma forjaria se

fez: “temperar e revenir antes de forjar a frio pode dar certo?”

Para responder, foram realizadas análises por simulação.

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EDITORIAL EUA

Novas Tecnologias para o Ano Novo

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BILL MAYER Associate Publisher/Editor +1 248-833-7388 bill@industrialheating.com

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omo janeiro é o mês em que tentamos focar em novas tecnologias e produtos que impactam a indústria de processamento térmico, vamos dar uma olhada em algumas notícias recentes que chegaram à minha mesa (ou melhor, apareceram na minha caixa de entrada).

United States Steel Corp., Norfolk Southern Corp. e The Greenbrier Companies Inc. anunciaram em conjunto um novo vagão de gôndola de aço. Usando uma fórmula para aço de alta resistência e peso mais leve desenvolvida pela U.S. Steel, o peso descarregado de cada gôndola é reduzido em até 7 Toneladas. Segundo as empresas, o novo aço é duas vezes mais resistente que o aço tradicional usado no processo de fabricação de vagões, podendo estender a vida útil de cada gôndola para 50 anos. A nova gôndola também é mais eficiente em termos energéticos, tanto durante a produção quanto em uso. O processo de fabricação de aço requer menos tempo, levando a uma melhor eficiência energética devido ao uso de menos material. O menor peso diminui o combustível necessário para as locomotivas que transportam os vagões, reduzindo o consumo de energia e reduzindo as emissões.

Além disso, o aço de alta resistência requer menos reforço estrutural, simplificando o processo de fabricação e permitindo mais espaço total de carga em cada vagão.

A EOS desenvolveu uma nova liga, EOS Aluminium Al2139 AM, projetada especificamente para manufatura aditiva (AM - Additive Manufacturing). Em seu estado tratado termicamente, o Al2139 AM atinge um rendimento e resistência à tração em torno de 500 MPa, que a EOS diz ser a maior resistência para uma liga de alumínio AM. Devido ao seu procedimento

Industrial Heating

de tratamento térmico rápido e simples, as empresas podem economizar até 88% no tempo de tratamento térmico ativo, o que significa que as peças podem ser fabricadas mais rapidamente. O material também possui alta resistência a temperaturas elevadas de até 200°C e boa resistência à corrosão. As propriedades de resistência aumentadas dão aos usuários a oportunidade de reduzir significativamente o peso das peças fabricadas sem comprometer a resistência.

Duas empresas alemãs – PEER Energy GmbH e Schwing Technologies GmbH – estão cooperando no desenvolvimento e comercialização de tecnologia de leito f luidizado para o tratamento térmico de componentes metálicos. A parceria se concentrará na combinação de processos de têmpera com tecnologia de leito f luidizado.

O objetivo é processos de aquecimento e resfriamento mais rápidos e uniformes para peças metálicas, preservando recursos e reduzindo os custos unitários. (Veja mais na página 30).

Três empresas desenvolveram o que dizem ser o primeiro forno de combustão contínua do tipo combustão de hidrogênio do mundo para fabricar materiais de eletrodos de baterias de íons de lítio (LiB).

O forno atingiu zero emissão de carbono adaptando um queimador de tubo radiante de cerâmica especial. O forno, Nero, foi criado usando a tecnologia de forno de queima da Noritake Co. e a tecnologia de combustão de hidrogênio da Tokyo Gas Co. e Tokyo Gas Engineering Solutions Corp.. O Nero realiza um tratamento térmico estável usando hidrogênio como combustível em temperaturas de 1000°C ou mais.

A Aurubis AG e o grupo SMS construirão uma usina de reciclagem multimetal em Augusta, Geórgia. A

EDITORIAL EUA construção começará em meados de 2022.

Após o comissionamento, previsto para o primeiro semestre de 2024, a planta processará anualmente cerca de 90.000 toneladas de materiais de reciclagem complexos. O grupo SMS está entregando a tecnologia para o Conversor Rotativo de Sopro Superior (Top-Blown Rotary Converter - TBRC), que processa materiais de reciclagem complexos para recuperar cobre, níquel, estanho, zinco, metais preciosos e metais do grupo da platina.

A Sintavia LLC desenvolveu tecnologia de impressão proprietária para GRCop-42, a liga de cobre preferida usada pela NASA e empresas privadas de voos espaciais para conjuntos de câmaras de propulsão de foguetes. A tecnologia, que é uma combinação de um conjunto de parâmetros proprietário e tratamento térmico pósprocessamento, resulta em componentes GRCop-42 com densidade mínima de 99,94%, resistência à tração mínima de 28,3

ksi, limite de escoamento mínimo de 52,7 ksi e alongamento mínimo de 32,4%.

Uma equipe de engenheiros, cientistas de materiais e especialistas em fabricação desenvolveu um novo processo com patente pendente para manufatura aditiva (AM Additive Manufacturing) de jato aglutinante e sinterização de alumínio. O projeto, cofinanciado pela ExOne Company de North Huntingdon, Pensilvânia, e pela Ford Motor Company, supostamente resulta em componentes com propriedades comparáveis às encontradas na fundição sob pressão.

Embora outras ligas de alumínio AM tenham sido fabricadas a laser, o novo processo oferece maior velocidade e espera-se que aumente a eficiência da Ford.

Estas são apenas algumas histórias que me chamaram a atenção nos últimos meses.

Se eu perdi alguma coisa, ou se você tem uma nova tecnologia ou produto que gostaria de compartilhar conosco, entre em contato comigo em bill@industrialheating.com.

SF EDITORA Udo Fiorini E-mail: udo@sfeditora.com.br Fone: +55 (19) 3288-0677 | 3288-0437

Industrial Heating DEZEMBRO 2021 7

EDITORIAL BRASIL

1º Congresso de Conformação Metálica

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

8 DEZEMBRO 2021

a última edição da IH escrevi sobre a nossa disposição em voltar a realizar eventos presenciais, já “fora do ar” há mais de dois anos por causa da pandemia. Só queria aproveitar esse assunto para informar que este projeto está em pleno andamento: iremos realizar em Junho, dias 14 e 15, nosso 1º Congresso de Conformação Metálica. Congresso que irá reunir alguns dos eventos já tradicionais em nossa programação, juntamente com outros lançamentos: - 9º Seminário de Tecnologia do FORJAMENTO - 3º Seminário de Tecnologia de ESTAMPAGEM - 2º Seminário de Conformação e Aplicação de Aços de Alto Desempenho (PHS) - 1º Seminário de Tecnologia de SOLDAGEM - 1º Encontro de Especialistas de Elementos de Fixação (FASTENING) Os eventos serão realizados no auditório e em salas da FSA, Fundação Santo André, sediada na cidade de Santo André, SP. Mas não vamos parar por aí. Para o segundo semestre está prevista a realização do 1º Congresso de Processos Térmicos. Também englobando seminários já tradicionais como o já tradicional Processos de Tratamentos Térmicos entre outros, além de novos.

A princípio a realização deste congresso está previsto para acontecer em 14 e 15 de Setembro deste ano de 2022. Maiores informações sobre esse evento informaremos assim que tivermos a confirmação de local.

Nessa edição publicamos os seguintes artigos, além das contribuições dos nossos colunistas e notícias do setor: Cementação - Perguntas e Respostas com o Doutor em Tratamento Térmico – Parte 1. Em meados do ano passado, Reed Miller, editor

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chefe da IH americana, entrevistou Dan Herring, o Doutor em Tratamento Térmico (Heat Treat Doctor), abordando algumas perguntas de leitores sobre cementação.

A entrevista foi postada como podcast, transcrita e editada em um artigo de duas partes, com a primeira parte nesta edição e a continuação na próxima IH. Brasagem Industrial com Ouro: Um Estudo de Caso, Alex Pohoata – F & B Mfg. Uma empresa OEM aeroespacial precisava ter um tubo de drenagem soldado em um detalhe de ressalto, sendo as peças feitas de liga de níquel resistente à corrosão e ao calor.

O artigo detalha os experimentos realizados para desenvolver o melhor processo de brasagem da liga Hast X. Aço Endurecível por Precipitação: Recozido ou Envelhecido? Marc Glasser – Rolled Alloys. O autor comenta que como metalúrgico de suporte técnico ao cliente tem que ouvir com frequencia uma pergunta que os clientes fazem repetidamente: se o aço endurecível por precipitação é recozido ou envelhecido. Esta pergunta é referente a A286, 718, 17-4, 15-5, 13-8 e outras ligas endurecíveis por precipitação.

Taxas de Resfriamento Aprimoradas em Sistemas de Leito Fluidizado, Andreas Guderjahn - Schwing Technologies, Mei Yang, Haoxing You e Richard D. Sisson Jr. - Instituto Politécnico de Worcester e Ralf Giebmanns - PEER Energy. Durante as últimas décadas, a tecnologia de leito f luidizado em termos de qualidade não perdeu a sua importância para aplicações de tratamento térmico e tornou-se mesmo indispensável em alguns nichos de aplicação devido às suas propriedades especiais. Com foco em austêmpera, o artigo apresenta uma alternativa ao banho de sal e outras tecnologias de tratamento térmico.

EDITORIAL BRASIL Sinterização a Vácuo de Aços Inoxidáveis: A Escolha da Atmosfera de Sinterização, Giorgio Valsecchi – TAV VACUUM FURNACES. Atualmente, várias tecnologias dependem da sinterização para transformar peças porosas e frágeis em componentes resistentes e totalmente densos – desde prensagem e sinterização até moldagem por injeção de metal (MIM – Metal Injection Molding) e fabricação aditiva por jato de ligante até FDM (Fused Deposition Modeling - Modelagem de Deposição Fundida) de metal.

Boa leitura!

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PESQUISA E DESENVOLVIMENTO

Rota 2030: Nos Detalhes se Escondem as Oportunidades!

MARCO ANTONIO COLOSIO marcocolosio@gmail.com Diretor da Regional São Paulo da SAE BRASIL. Engenheiro Metalurgista e Doutor em Materiais pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares-USP, pós doutorado pela EESC-USP. Professor titular do curso de Engenharia de Materiais da Fundação Santo André e professor da pós graduação em Engenharia Automotiva do Instituto de Tecnologia Mauá. Colaborador e associado da SAE BRASIL com mais de 30 anos de experiência no setor automotivo nos campos de especificações de materiais, análise de falhas, P&D e inovações tecnológicas.

10 DEZEMBRO 2021

C

aros leitores, 2022 começou com um sentimento forte de recuperação, mas aos poucos foi acalmando, passando para um ambiente de cautela geral ditado por uma série de fatores, a maioria fora do nosso controle; contudo, a reclusão de mais de dois anos diante de uma triste pandemia está aumentando a pressão para aceleração do mercado e do nosso tempo perdido. As empresas do setor automotivo ainda estão reprimidas, com dificuldades de operação pela alta da inf lação e falta de peças; porém o grau de investimento e as estratégias do setor para o Brasil estão crescendo, mesmo subtraindo aquelas que não acreditaram e se recolheram por falta de recursos ou por orientação da estratégia global da matriz.

As decisões atuais e futuras serão compostas por uma conjuntura de fatores, como a vocação automotiva brasileira, questões relacionadas aos nossos recursos naturais e pela forte tendência de sustentabilidade crescente no mundo e cada vez mais presente por aqui; exemplificando estes fatores, cito os mais importantes: etanol, matriz energética brasileira, riqueza em commodities e por fim, as ações geopolíticas para tornarmos um país desenvolvido ou reconhecido como uma nação de valor e confiável.

Minha intenção nesta coluna é mostrar um retrato da situação e dar subsídios para os leitores formarem uma opinião realista do que vem pela frente no campo de pesquisas & desenvolvimento & inovações. Para isso, precisamos olhar um pouco para o passado recente, mais especificamente o legado do Rota 2030 Cap. III nestes três últimos anos. É fato que no início deste Programa Auto-

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motivo Brasileiro imperava uma euforia para obter financiamentos públicos e apoios para projetos nas mais diferentes frentes, e foi assim que tudo começou dentro do Cap. III. O primeiro impacto negativo do programa foi à dificuldade de entendimento das oportunidades de boa parte dos proponentes interessados em participar, que em via de regra precisava atender regras exclusivas de cada PPP (Programas de Projetos Prioritários), que de forma explícita contrastava entre as demais PPPs vigentes e ainda, as mesmas sofriam alterações de critérios e objetivos para cada edital publicado ao longo dos anos. Os pontos mais difíceis de entender ou aceitar remetiam aos direitos autorais dos projetos em função das obrigações dos participantes, que se resumiam ao apoio ou uma participação direta nas propostas. Ainda neste ponto, valeria à pena citar que as universidades públicas seguem rigorosamente regras do governo e não são f lexíveis de alteração, diferentes de entidades como SENAI e institutos filantrópicos de tecnologias. Outro ponto era o grande desejo de boa parte das ICTs (Instituto de Ciências e Tecnologias) desejarem financiar suas infraestruturas locais, contrariando as premissas básicas do programa. Importante relatar uma lembrança fundamental na criação do programa: a maior motivação de criação do Rota 2030 foi para a formação de competências locais para empresas e produtos crescerem no Brasil e não a criação de infraestrutura para ICTs, obrigação exclusivamente dos órgãos de fomentos tradicionais, como exemplos: FAPESP, CAPES, CNPQ , etc. Em adicional ao contexto anterior, tão conturbada

PESQUISA E DESENVOLVIMENTO como foram as escolhas dos donos das PPPs dentro do governo durante a formatação do Programa Rota 2030 Cap. III, também tem sido a dificuldade dos proponentes escolherem uma PPP dentre as 5 disponíveis (sabe-se que uma sexta PPP está chegando muito em breve). Raramente poucos sabiam como navegar neste mar de detalhes e oportunidades, a maioria escondidas em “interstícios” das cláusulas do programa e dos editais lançados. Não pretendo mostrar números e qualificar as PPPs, mas tenho visto uma nítida diferença entre elas como a maior causa dos melhores avanços e sucessos ou a baixa adesão do público beneficiado.

Interessante lembrar que, os recursos financeiros advêm exclusivamente das empresas credenciadas para o programa que pagam mensalmente 2% do “ex tariff ” de importação de peças, e diante desta obrigação, não se faz sentido exigir dessas empresas a colocarem mais recursos financeiros para execução de projetos, sem contar que o próprio fato destas empresas participarem economicamente já proporcionará diretamente know how, testes, infraestrutura, produtos e materiais, que certamente, em muitos casos ultrapassam em muito o próprio recurso de fomento do projeto; este “desconforto” está presente em algumas PPPs, mas não em todas. Avaliando por outra ótica, a PPP que tem atendido esta particularidade de não exigir recursos financeiros tinha uma desvantagem relacionada ao processo de aprovação, como por exemplo: as respectivas propostas de projetos precisavam passar por uma avaliação e classificação e muitas vezes eram reprovadas.

Resumindo as situações anteriores e indo direto aos meios operantes: se uma eventual empresa tivesse recursos financeiros disponíveis para adicionar ao projeto, ela teria “passagem livre” para participar em algumas PPPs específicas e no caso contrário, se não colocassem estes recursos financeiros, o único caminho seria submeter a uma PPP com

caráter de classificação coletiva. Em todo caso, seja qual fosse à situação, os recursos ainda viriam do mesmo pagador, ou seja, das empresas credenciadas, daí um ruído, isto é, quem é o beneficiário e quem tem o direito verdadeiro.

Diante de todas estas complicações, detalhes de editais e regras específicas das PPPs, hoje já faz três anos e presenciam-se centenas de projetos em andamento e muitas ICTs recebendo recursos e contratando bolsistas, interagindo com a comunidade científica e tudo isto remete a um momento de grande orgulho para nossos pesquisadores e para o país.

As diferenças de regras entre as PPPs nos levam a questões que merecem muita atenção, por exemplo: analisando a partir da escala das TRLs (Technical Readness Level), as PPPs também se diferenciavam entre si, ou seja, existia e ainda existe uma nítida coincidência do poder financeiro descrito anteriormente, onde as PPPs que exigiam recursos financeiros tinham a meta de gerar um produto final muito próximo a linha de produção, enquanto que PPPs que não exigiam recursos financeiros se distanciaram de aplicações práticas, e ao final, eventualmente poderiam até ir parar nas gavetas de um pesquisador.

Voltando ao cenário atual do programa corrente, concluo que, mesmo ele ainda em andamento, já tivemos um grande aprendizado, que certamente exigirá uma análise muito detalhada para identificar as melhores lições aprendidas, algumas excelentes e outras desastrosas, para que, futuramente sejam aplicadas as melhores na segunda fase do Programa Rota 2030, que ainda está totalmente indefinido. Haja coração! Será que vamos passar de novo por “tudo aquilo” ou poderemos ir direto às melhores práticas e soluções? Só o tempo nos mostrará.

Bem-vindo ao mundo de oportunidades, mas saiba procurar no lugar certo e se acostumar com os contrastes!!! Até a próxima coluna de IH. Industrial Heating DEZEMBRO 2021 11

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Temperar antes de Forjar, dá certo?

E

ALISSON DUARTE alisson@sixpro.pro Atua no setor de Engenharia da SIXPRO Virtual&Pratical Process. É também professor do Dep. de Eng. de Materiais da UFMG e do Dept. de Eng. Metalúrgica da PUC Minas. Possui Pós-Doutorado em Metalurgia da Transformação.

sta foi a pergunta que uma forjaria se fez: “temperar e revenir antes de forjar a frio pode dar certo?” Para responder, foram realizadas análises por simulação.

Implementar uma modificação de processo tão significativa demanda planejamento, construção de ferramental e testes em linha, ou seja, tempo e custo. Além disso, existem chances de o resultado ser insatisfatório, aumentando ainda mais a quantidade de recursos dispendidos. No entanto, o uso de um simulador de processos pode contribuir com a viabilização de novos projetos, como foi o caso desse.

Inicialmente, caracterizou-se o aço tratado termicamente através de um ensaio de compressão, no qual as amostras se comportaram como

Figura 1. Amostras ensaiadas por compressão [Chalinski et al. Forj. Frio Aços Endurecidos Term. SENAFOR, 2021].

apresentado na Fig. 1. Este material seria o mesmo utilizado no forjamento a frio do componente objetivado, o qual é mostrado na Fig. 2.

Com o material definido em ambas as condições, simulou-se o processo com os objetivos específicos de quantificar se a prensa teria carga disponível e de verificar se as matrizes suportariam as tensões de forjamento sem falhar. Os resultados foram uma carga aceitável para a prensa, a qual foi confirmada depois na implementação (veja Fig. 3), e uma matriz encarcaçada com tensões aceitáveis, como mostrado na Fig. 3.

Com o uso de um tarugo endurecido termicamente, observou-se um acabamento superficial melhorado, o que possibilitou eliminar a etapa de processo posterior de laminação.

Além disso, foi possível eliminar outra etapa de tratamento térmico do processo, destinada à preparação do tarugo. Concluindo, esse trabalho levou a uma redução significativa no custo de produção. Atualmente, o processo de forjamento a frio a partir de um tarugo endurecido termicamente encontra-se implementado.

Figura 2. Componente forjado a frio e inspecionado por líquido penetrante [Chalinski et al. Forj. Frio Aços Endurecidos Term. SENAFOR, 2021].

Figura 3. Carga de forjamento prevista por simulação no QForm em comparação com a carga máxima obtida experimentalmente [Chalinski et al.

Forj. Frio Aços Endurecidos Term. SENAFOR, 2021].

12 DEZEMBRO 2021

Figura 4. Tensão média na matriz simulada no QForm; encarcaçamento não mostrado por questão de confidencialidade [Chalinski et al. Forj. Frio Aços Endurecidos Term. SENAFOR, 2021].

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Indústria & Negócios

Novidades

INFORME PUBLICITÁRIO A lavagem do futuro já está aqui

O futuro já começou para uma empresa do segmento metal mecânico na cidade de Jundiaí no interior de São Paulo. Em outubro, a LMTerm realizou a instalação da KP800-MAX, uma Lavadora a Vácuo com capacidade de 800kg de carga que conta com a inovadora tecnologia de limpeza de metais. No portfólio de produtos sustentáveis, destacam-se as lavadoras IFP que possuem câmara em aço inoxidável, sistema de vedação à vácuo, painel touchscreen e um rápido processo de limpeza, com ciclos curtos que duram em média 10 minutos. Esse tipo de limpeza diminui a geração de resíduos, reduz a utilização de solventes e não necessita de estabilizadores.

Contando com um sistema de filtração e destilação de solventes (álcool modificado), as máquinas realizam a separação inteligente e contínua do solvente. Isso garante

que toda sujeira e óleos sejam retirados das peças através de diversos métodos de limpeza (imersão, vapor, ultrassom etc), além de ter um diferencial como elemento chave: a regeneração do solvente, que é completamente reutilizado.

Essas características tornam a lavadora LMTerm um potente aliado para o seu negócio com um baixo custo operacional e alta tecnologia, com processos e ciclos de limpeza para toda a variedade de peças que forem utilizadas no seu segmento e que possuem geometria complexa. Tudo isso sem resíduos de óleo, graxa ou solvente, ou seja, peças limpas e secas após processo de limpeza. E a inovação não fica apenas na sustentabilidade, o sistema de controle conta com registros contínuos de dados operacionais e conexão remota via internet. Sustentabilidade deixou de ser uma demanda do futuro para ser uma necessidade do presente.

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Indústria & Negócios

Novidades

INFORME PUBLICITÁRIO

Por que precisamos apostar nossas fichas na lavagem do futuro?

Com as mudanças nos modelos de produção e consumo que foram surgindo desde meados do século XIX, é impossível distanciar-se da pauta meio ambiente quando ela está diariamente sendo discutida. É um assunto latente e inegavelmente importante para as futuras gerações.

Os clientes estão demandando tecnologias disruptivas que maximizem de lucros mas também otimizem a sustentabilidade.

Isso apenas é possível com inovação e tecnologia, e a A LMTerm se destaca no setor pela qualidade da produção industrial para diversos segmentos sem deixar de lado as preocupações com as pautas do futuro. Fazer mais e ir além do esperado é essencial em um mercado tão competitivo. Nossas Lavadoras trazem o conceito de EcoSustentabilidade porque foram projetadas pensando em diminuir o consumo de energia e recuperação de materiais como cavacos e óleo.

Já imaginou diminuir sua produção de resíduos e ao mesmo tempo utilizar menos insumos?

Bem-vindo a lavagem do futuro, hoje!

14 DEZEMBRO 2021

Industrial Heating

TAV e LMTerm - Parceria e soluções Em parceria com a italiana TAV, a LMTerm tem se tornado referência em fornos a vácuo para diversos segmentos na indústria. Com mais de 40 equipamentos instalados em diversos países da América Latina, o trabalho é baseado em tecnologia e qualidade.

Recentemente, a LMTerm realizou a venda do primeiro forno a vácuo para tratamento de peças pós manufatura aditiva (impressão 3D de metais) na América do Sul. Esse equipamento será instalado no primeiro trimestre de 2022 em uma grande empresa do segmento Aeronáutico e Aeroespacial.

Os fornos a vácuo possuem inúmeras aplicações em diferentes segmentos, e esse modelo em especial, conta com câmara metálica e alto vácuo, que é essencial para o tratamento de componentes em ligas de titânio. Esse forno possui alta performance de aquecimento podendo executar processos até 1150ºC. Além disso, esse forno a vácuo atende a Norma AMS2750F.

Indústria & Negócios

Novidades

INFORME PUBLICITÁRIO Combustol Fornos - Reposicionamento no Mercado Sem dúvida, a pandemia foi um divisor de águas.

Para muitos, um desafio que nem sempre foi coroado de sucessos. Período em que se mostrou vencedor quem tinha, e soube manter, uma equipe técnica de ponta, que fosse liderada com firmeza e conhecimento. Com experiencia adquirida ao longo de muitos anos com parceiros internacionais e fornecimento comprovado de equipamentos de alta tecnologia ao mercado brasileiro e internacional.

Trabalhando ininterruptamente durante as diversas fases da pandemia, a Combustol Fornos teve nesse período uma comprovação do sucesso de sua administração iniciada há aproximadamente 5 anos. O resultado está nos mais diversos fornecimentos de equipamentos térmicos para empresas fabricantes de diferentes tipos de produtos e serviços.

Destacam-se nesses fornecimentos, por exemplo, fornos a vácuo, produzidos aqui, exportados para a Seco Warwick da Polonia para complementação técnica e depois trazidos de volta ao Brasil para entrega em definitivo ao cliente, no caso a Tecnovacum Tratamento Térmico, do Rio Grande do Sul. Vale lembrar que a parceria com a Seco Warwick na área de vácuo persiste. Esta empresa adquiriu há anos a Engefor, depois retirou-se do mercado brasileiro deixando a equipe técnica para a Combustol Fornos que com o DNA existente fortaleceu o negócio.

Destaque também para o recente fornecimento de dois fornos para a empresa Scania. Engenharia e tecnologia inteiramente da Combustol Fornos. Trata-se de uma linha automática sendo um forno elétrico continuo de pista dupla para revenimento de virabrequins temperados indutivamente. Um robô complementa a linha efetuando a carga e descarga automática dos eixos de virabrequim. O outro forno, também elétrico, contínuo e de pista dupla, é previsto para alivio de tensões de solda do eixo traseiro de caminhões e está incorporada ao fornecimento uma forte automatização do direcionamento da carga para a estação de amostragem dimensional, na saída para a linha.

Mesa de carga para Forno Elétrico de Alívio de tensões, em carcaças soldadas

Forno Elétrico de Alívio de Tensões em carcaças soldadas, fase de fabricação em Jundiaí/ SP Industrial Heating

DEZEMBRO 2021 15

Indústria & Negócios

Novidades

INFORME PUBLICITÁRIO No início da pandemia a empresa estava concluindo um forno continuo de soleira de rolos para envelhecimento de blocos de alumínio para a HONDA de Sumaré e decidiu por implementar home office para sua engenharia e adotou diversas providencias junto a equipe operacional, no sentido de preservar a integridade ocupacional de seus funcionários.

Vencidas as fases críticas da pandemia em termos de estabilidade econômica, novos contratos foram se desenvolvendo e inclusive ocorrendo serviços contratados para partidas em equipamentos importados, cujas equipes de seus fabricantes do exterior não poderiam se deslocar ao local de instalação. Como por exemplo na área vidreira, onde também foram executados serviços pela Combustol Fornos, com assistência remota do fabricante do exterior, integrando novas oportunidades de negocio e de desenvolvimento técnico.

Destaca-se ainda que nos últimos anos, exportações para Argentina, Chile e Peru foram importantes para a estratégia da empresa que desenvolve operações internas, visando o fornecimento do equipamento totalmente testados. Isso facilitou a posta em marcha de seus equipamentos, mesmo durante a pandemia, pois eles foram totalmente testados e prontos para entrada em operação pelo cliente. Fornos a gás natural ou GLP são testados em sua planta de Jundiai com aluguel de baterias de gás, simulando a operação. Fornos elétricos, mesmo com alta potência são testados a pleno, com o uso de geradores de energia, permitindo a inspeção e aprovação do equipamento na planta de Jundiaí.

Atualmente encontram-se na empresa vários fornos em fabricação além de um contrato de repotenciamento de sistema de aquecimento em fornos siderúrgicos. Foram colocados em marcha duas estufas de câmara de secagem de placas de PTFE, providas de after burner, caracterizadas por elevada homogeneidade térmica. Ainda, vivenciando a diversidade de equipamentos térmicos que possui em sua tecnologia de mais de 60 anos de mercado, a empresa também desenvolve equipamento de cura de papel, tendo fornecido estufas contínuas para esta finalidade. Além de manter equipe dedicada aos fornos de atmosfera controlada para cementação, tempera e revenimento, visando apoio aos seus diversos clientes desta área.

16 DEZEMBRO 2021

Industrial Heating

Câmara de Resfriamento do Forno Elétrico de Revenimento de Virabrequins

Forno Elétrico de Revenimento de Virabrequins, modulo convectivo

Atenuadores de Ruído para a câmara de Resfriamento do Forno de Revenimento

HEF DURFERRIT | Tecnologia para Especialistas.

Inovação em Engenharia de Superfície é com a HEF Durferrit A HEF Durferrit é referência mundial em tecnologias de Engenharia de Superfície e Tribologia, com presença em diversos segmentos industriais, como automotivo, óleo e gás, agrícola, metalúrgico, mineração, máquinas e equipamentos, ferramentas, tratamentos térmicos, aeroespacial, construção civil, químico, entre outros.

As tecnologias do grupo HEF proporcionam redução de atrito, aumento de resistência ao desgaste, ao engripamento, à fadiga, à corrosão, entre outros benefícios.

A parceria com a HEF Durferrit frequentemente abrange desde a análise técnica e comercial, realização de testes, caracterização dos fenômenos tribológicos e seleção das melhores tecnologias para, por meio de um modelo de negócios sob medida, oferecer a melhor solução e proporcionar inovação e vantagem competitiva à sua empresa. Esse amplo conhecimento técnico-comercial garante benefícios para diversos segmentos do mercado, dentre os quais:

Performance, confiabilidade e inovação para o mercado automotivo;

Durabilidade de componentes e ferramentas para o mercado de construção civil e para a indústria pesada e de base;

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MATERIAIS RESISTENTES AO CALOR

Aço Endurecível por Precipitação: Recozido ou Envelhecido?

Marc Glasser – Rolled Alloys; Temperance, Mich.

Como metalúrgico de suporte técnico ao cliente, uma pergunta que os clientes fazem repetidamente é se o aço endurecível por precipitação é recozido ou envelhecido. Esta pergunta é referente a A286, 718, 17-4, 15-5, 13-8 e outras ligas endurecíveis por precipitação.

T

odos e quaisquer desses aços endurecíveis por precipitação (PH - Precipitation-Hardenable) podem estar na condição de tratamento por solução, o que implica e significa que eles são endurecíveis, mas ainda não endurecidos por envelhecimento, ou podem ser tratados por solução e endurecidos por precipitação (também referidos como endurecido pela idade).

Para aços da categoria 17-4, o material é designado como na condição Hxxxx, sendo os “x”s a temperatura na qual ocorre o endurecimento por envelhecimento.

Os relatórios de teste e as certificações da usina podem ser muito difíceis de decifrar, principalmente para o 718. A razão para isso é que todas as especificações exigem que o material PH seja testado na condição envelhecida. Quando as especificações exigem material tratado com solução e endurecido por precipitação (envelhecido), o teste é necessário antes e depois do envelhecimento e todo o material é fornecido como material envelhecido.

18 DEZEMBRO 2021 ■ IndustrialHeating.com

Quando as especificações exigem material tratado com solução e endurecível por precipitação, é necessário testar o material tratado com solução, que é referido como condição A. Este material não é fornecido na condição envelhecida ou endurecida. Em vez disso, uma amostra representativa de cada aquecimento em um lote de tratamento térmico deve ser envelhecida e testada da mesma maneira que um material totalmente envelhecido deve ser testado.

Este teste de uma amostra envelhecida de cada lote é comumente referido como teste de capacidade e é realizado para demonstrar que o material é capaz de ser envelhecido e atender a todas as propriedades exigidas de materiais totalmente envelhecidos. O material real ainda não foi envelhecido; ainda está na condição tratada com solução ou recozida em solução. Apenas uma pequena amostra representativa foi envelhecida e testada na condição envelhecida (endurecida).

Como uma oficina mecânica ou fabricante determina em que condições o material em que está trabalhando está? As respostas podem ser encontradas nas certificações da usina e relatórios de testes com um pouco de compreensão sobre como interpretar.

Existem alguns indicadores. Basta saber como encontrá-los.

No caso de 17-4 e outras ligas desta classe, a primeira indicação está na primeira seção, muitas vezes rotulada como “Condição

MATERIAIS RESISTENTES AO CALOR

Fonte: davit85/Stock / Getty Images Plus via Getty Images

do Material”, talvez com o texto adicionado “como enviado”. A certificação geralmente indica especificamente a condição A. No caso de o material real ter sido envelhecido, o relatório de teste indicará que o material está na condição Hxxxx, onde xxxx é a temperatura real de envelhecimento. Por exemplo, o material da condição A será indicado por uma designação da condição A, solubilizado ou submetido a recozimento de solubilização. O material envelhecido mostrará uma condição de H1150 (ou uma temperatura de envelhecimento diferente).

Outros relatórios de usinas indicarão que a condição do material é laminado a quente (ou laminado a frio), recozido e decapado.

O “recozimento” deve ser entendido como significando que está na condição A. ASTM A941,[1] que é uma especificação de definições, define os termos recozimento de solubilização e solubilizado como sinônimos de recozimento. Outras certificações de usinas podem mostrar testes mecânicos em material enviado e testado. Neste caso, deve-se interpretar isso como significando que o material é apenas solubilizado. Exemplos de relatórios de teste mostrando material na condição A ou solubilizado são mostrados no Apêndice A. Exemplos de relatórios de teste de usina que indicam que o material 17-4 é endurecido por envelhecimento são mostrados no Apêndice B.

Apêndice A: Exemplos de 17-4 Condição A conforme encontrado na Certificação da Usina

Material na condição A por linha 2 – Chapa laminada a quente, recozida, decapada e borda de corte comercial. Além disso, o título de especificação AMS 5604[3] inclui "solubilizado, endurecível por precipitação".

Neste segundo certificado de usina, a única maneira infalível de determinar a condição é a partir da especificação referenciada: AMS 5604G, cujo título mais uma vez afirma especificamente “solubilizado, endurecível por precipitação”.

IndustrialHeating.com ■ DEZEMBRO 2021 19

MATERIAIS RESISTENTES AO CALOR

Apêndice B: Exemplos de Material 17-4, Envelhecido conforme mostrado na Certificação da Usina

Este trecho da certificação da usina mostra claramente 1150H e a condição do embarque como 1150H. Estas são declarações claras de que o material foi envelhecido até a condição H1150.

Os relatórios de teste do 718 podem ser ainda mais difíceis de decifrar. Uma revisão de certificados de usina de várias fontes tem redação diferente para indicar que a condição de envio é solubilizada, incluindo: • Laminados a quente, recozidos e decapados • Laminados a quente, descascados e decapados • Condição M - tratamento térmico da usina 955°C (tempo real) e têmpera com água Exemplos de relatórios de teste de usina do 718 indicando a condição de envio são mostrados no Apêndice C. Quando o material é certificado para uma especificação AMS, a própria especificação incluirá a condição do material enviado no título da descrição. Por exemplo, o título da AMS 5662[2] inclui as palavras solubilizado termicamente e endurecível por precipitação. A palavra endurecível implica, e deve ser entendida como significando, que o material ainda não foi endurecido. Pelo contrário, é capaz de ser endurecido.

Dentro do texto da especificação há uma subseção rotulada como resposta ao tratamento térmico. Esta seção exige que uma amostra seja endurecida por envelhecimento e testada como endurecida por envelhecimento para demonstrar que o calor é capaz de atender às propriedades de endurecimento por envelhecimento especificadas. Mais uma vez, apenas a amostra foi endurecida por envelhecimento. O restante do calor ainda está na condição tratado solubilizado.

Apêndice C: Exemplos de 718 na Condição A

“718 recozido” e “AMS 5662” mostram claramente que o material está na condição A. O título de AMS 5662 inclui tratamento térmico de solubilização, endurecível por precipitação. A palavra endurecível deve ser entendida como significando que o material enviado ainda não foi endurecido.

20 DEZEMBRO 2021 ■ IndustrialHeating.com

A condição do material é explicitamente declarada como submetido a recozimento de solubilização nesta certificação de usina em particular, e a próxima coluna elucida o tratamento térmico.

É explicitamente declarado como chapa laminada a quente, descascada e recozida na certificação desta usina. O recozido por definição significa que o material foi solubilizado.

AMS 5663[3] é para materiais 718 endurecidos por envelhecimento ou precipitação. É quase idêntico ao AMS 5662, exceto que o título indica tratamento térmico por solubilização e endurecimento por precipitação. A diferença é que 5662 usa a palavra endurecível, implicando ainda não endurecido, e 5663 usa a palavra endurecido, o que é explícito – o material já foi endurecido.

As especificações AMS são excelentes referências que esclarecerão não apenas a condição do material, mas quais testes são necessários. No caso dos materiais PH, as especificações esclarecerão quais testes devem ser realizados no material dolubilizado conforme enviado e quais testes são necessários para provar sua resposta ao tratamento térmico (capacidade).

O material solubilizado deve ser testado quanto à dureza, tamanho médio de grão e microestrutura. Os critérios de aceitação também são especificados – de forma descritiva, quantitativa ou por referência a outra especificação. A resposta ao tratamento térmico deve ser testada para propriedades de tração à temperatura ambiente, propriedades de tração a quente a 650°C e propriedades de dureza e ruptura por tensão a 650°C. Existem também propriedades necessárias de resposta ao tratamento térmico após o tratamento de re-solubilização e tratamento térmico de precipitação.

Quando os relatórios de teste listam especificações aplicáveis e uma especificação AMS é incluída nesta lista, uma rápida olhada no título da especificação AMS é a maneira mais fácil de determinar a condição do material enviado.

Para obter mais informações, contate: Marc Glasser – Rolled Alloys – 125 West Sterns Road, Temperance, MI / USA – tel: +1-800-521-0332 – e-mail: mettalurgical-help@rolledalloys.com – web: www.rolledalloys.com

MATERIAIS RESISTENTES AO CALOR

1. ASTM A941. Standard Terminology Relating to Steel, Stainless Steel, Related Alloys, and Ferroalloys. ASTM International. Conshohocken, PA. 2018 2. AMS 5662. Aerospace Material Specification Nickel Alloy, Corrosion and Heat-Resistant Bars, Forgings, and Rings 52.5Ni-19Cr-3.0M0-5.1Cb(Nb)-0.90Ti-0.50Al-18Fe Consumable Electrode or Vacuum Induction Melted 1775°F (968°C) Solution Heat Treated Precipitation Hardenable.

SAE International. Warrendale, PA. 2016

PORTAL AQUECIMENTO INDUSTRIAL Confira as mais recentes notícias do Portal Aquecimento Industrial e tenha informações sobre a indústria metalmecânica no brasil e do mundo.

3. AMS 5663. Aerospace Material Specification Nickel Alloy, Corrosion and Heat-Resistant Bars, Forgings, and Rings 52.5Ni-19Cr-3.0M0-5.1Cb(Nb)-0.90Ti-0.50Al-18Fe Consumable Electrode or Vacuum Induction Melted 1775°F (968°C) Solution and Precipitation Heat Treated. SAE International. Warrendale, PA. 2016

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The International Journal Of Thermal Processing

Jan a Mar 2019

Benefícios da Sinterização a Vácuo

ESTAMPAGEM &

42

CONFORMAÇÃO

BRASIL

Stamping & Forming Magazine Brazil

Como Cortar Custos com Datalogger 34 Tratamento Criogênico Profundo 38 Oxidação Intergranular: Castigo ou Vantagem?

16

Revista de Corte, Estampagem e Conformação de Chapas, Arames e Tubos

46

17 Vendido o Maior Forno a Vácuo da América do Sul Seminário de Processos de TT em Abril na Delphi, em Piracicaba (SP) 16 Seminário de Manutenção e Segurança de Fornos em Junho na Combustol Fornos, em Jundiaí (SP)

REVISTAS TÉCNICAS

Maio 2019

Estudo Virtual de Processos de Conformação

Embalagens Metálicas: Estampabilidade Aço x Alumínio Influência do Prensa-Chapas no Springback Otimização de Processo de Clinching em Chapas

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

EXPOMAFE 2019 - Destaque Expositores Estampagem & Conformação

LEIA ONLINE Notícias | Revistas técnicas Atigos Técnicos | Colunas

Site: aquecimentoindustrial.com.br E-mail: contato@aquecimentoindustrial.com.br Fone: +55 (19) 3288-0677 ou 3288-0437 IndustrialHeating.com ■ DEZEMBRO 2021 21

SINTERIZAÇÃO & MANUFATURA ADITIVA

Sinterização a Vácuo de Aços Inoxidáveis: A Escolha da Atmosfera de Sinterização Giorgio Valsecchi – TAV VACUUM FURNACES SPA; Caravaggio, Itália Atualmente, várias tecnologias dependem da sinterização para transformar peças porosas e frágeis em componentes resistentes e totalmente densos – desde prensagem e sinterização até moldagem por injeção de metal (MIM – Metal Injection Molding) e fabricação aditiva por jato de ligante até FDM (Fused Deposition Modeling - Modelagem de Deposição Fundida) de metal.

O

s componentes de aço inoxidável representam grande parte do mercado de peças sinterizadas. Eles podem ser produzidos usando qualquer uma das tecnologias mencionadas e possuem uma ampla variedade de aplicações, como automotiva, biomédica, processamento químico e moda.

Alguns dos aços inoxidáveis mais difundidos usados para sinterização são 304L, 316L, 440, 410 e 17-4 PH. Eles são escolhidos por suas propriedades mecânicas juntamente com sua excepcional resistência à corrosão.

Este artigo discute como os parâmetros de sinterização, especialmente a atmosfera, podem ser otimizados em fornos a vácuo para obter a melhor

22 DEZEMBRO 2021 ■ IndustrialHeating.com

qualidade possível de peças de aço inoxidável sinterizadas.

Introdução à Sinterização a Vácuo A atmosfera desempenha um papel essencial no sucesso do processo de sinterização. Por esta razão, a atmosfera de sinterização deve ser cuidadosamente selecionada em relação ao material. A sinterização sob vácuo (que é, na verdade, falta de atmosfera) tem várias vantagens: • Partes brilhantes • Falta de oxidação ou contaminação da atmosfera • Monitoramento próximo dos parâmetros do processo Alguns materiais podem ser sinterizados diretamente sob vácuo com pressão variando entre 10-2 milibar

SINTERIZAÇÃO & MANUFATURA ADITIVA

e 10-4 milibar. Essas são as melhores condições para sinterizar materiais reativos (como o titânio).

Para a maioria dos materiais, no entanto, uma pequena pressão de gás é usada durante o ciclo de sinterização. Este também é o caso dos aços inoxidáveis O enchimento da câmara do forno com uma pressão parcial de gás tem múltiplas funções: • Evitando o esgotamento de elementos de liga (por exemplo, cromo e manganês) • Facilitando a eliminação do resíduo de ligante evaporado através de um f luxo contínuo de gás que é bombeado para fora da câmara do forno • Controlar o teor de oxigênio na peça de trabalho através da redução de óxido • Controlar o teor de carbono na peça de trabalho

Gás de Processo para Sinterização a Vácuo de Aço Inoxidável Os gases mais comuns usados como atmosfera protetora dentro de fornos a vácuo são nitrogênio, argônio e hidrogênio.

• O nitrogênio é um gás inerte e o gás de processo mais barato.

Por esse motivo, é amplamente utilizado para sinterização.

• O argônio é mais caro que o nitrogênio. Portanto, é escolhido como gás inerte quando o material da peça é sensível ao nitrogênio.

• O hidrogênio tem um preço alto e pode formar uma mistura explosiva com o oxigênio. O hidrogênio é um agente redutor.

No que diz respeito à sinterização de aços inoxidáveis, todas as atmosferas mencionadas são opções viáveis.

O nitrogênio é solúvel na matriz de aço e atua como reforço em solução sólida em aços inoxidáveis austeníticos. Para alguns aços inoxidáveis, a nitretação durante o processo de sinterização é um requisito para obter as propriedades e a microestrutura desejadas. É o caso do aço inoxidável isento de níquel X15CrMnMoN17-11-3 (Catamold® PANACEA), que normalmente é sinterizado com alta pressão parcial de nitrogênio em torno de 700 mbar.

O nitrogênio, no entanto, pode formar nitretos em alta temperatura. No aço inoxidável, em particular, a precipitação de nitreto de cromo pode comprometer a resistência à corrosão da peça, formando regiões sensibilizadas que atuam como iniciador de corrosão. Por essa razão, altas taxas de resfriamento são frequentemente adotadas após a sinterização em nitrogênio para minimizar os fenômenos.

O argônio puro geralmente não é uma solução ideal para aço inoxidável. O argônio, de fato, não é solúvel na matriz do aço, causando a formação de porosidade devido ao gás aprisionado no interior da peça.

O hidrogênio é frequentemente escolhido para sinterização de aço inoxidável por sua capacidade de reduzir óxidos, o que ajuda a obter peças limpas. O hidrogênio também desempenha IndustrialHeating.com ■ DEZEMBRO 2021 23

SINTERIZAÇÃO & MANUFATURA ADITIVA

Apesar da maior complexidade do equipamento e do consumo de gás, os fornos a vácuo que operam com sobrepressão de gás hidrogênio apresentam algumas vantagens: • O oxigênio não pode entrar no forno em nenhuma circunstância, estando o mesmo pressurizado.

• Em comparação com uma baixa pressão parcial de gás, existem moléculas de hidrogênio mais reativas disponíveis na atmosfera do forno.

• Ao operar em sobrepressão, existe a possibilidade de queimar produtos desvinculantes (debinding) ao invés de usar um condensador resfriado.

O uso de uma mistura de gases inertes (nitrogênio ou argônio) enriquecidos com hidrogênio pode ser uma boa troca, pois eles retêm parte da capacidade redutora de uma atmosfera de hidrogênio puro, ao mesmo tempo em que reduzem o custo.

Além disso, misturas de gases inertes com baixa porcentagem de hidrogênio (>5,5% molecular de hidrogênio em nitrogênio e >3% molecular de hidrogênio em argônio) podem ser usadas sem a preocupação com medidas de segurança adicionais relacionadas ao hidrogênio puro. A esse respeito, as misturas à base de argônio são geralmente preferidas quando altas taxas de resfriamento não podem ser alcançadas para evitar a precipitação de nitreto de cromo durante o resfriamento.

Conclusão um papel no controle de carbono das peças, removendo o carbono residual deixado do aglutinante no final da queima do aglutinante (uma vez que os aglutinantes normalmente usados na metalurgia do pó são à base de carbono).

Os fornos a vácuo que operam com hidrogênio, no entanto, requerem medidas de segurança adicionais, pois podem formar uma mistura explosiva na presença de oxigênio quando fechados em um espaço confinado. Por isso, são adotadas precauções específicas (como juntas duplas).

Os fornos a vácuo podem ser preenchidos com hidrogênio com baixa pressão parcial de gás ou com pressão acima da atmosférica (por exemplo, enchimento a 1,1 bar de hidrogênio).

24 DEZEMBRO 2021 ■ IndustrialHeating.com

Mesmo que todas as possibilidades discutidas aqui sejam escolhas práticas para sinterização de aço inoxidável, uma seleção cuidadosa é crucial para maximizar as propriedades desejadas da peça sem adicionar custos desnecessários. No final, escolher a atmosfera de sinterização certa para o seu forno a vácuo ajudará você a obter os melhores resultados possíveis com menores gastos.

Revisão da tradução gentilmente efetuada por LMTerm Brasil.

Para mais informações: Contate Giorgio Valsecchi, engenheiro de P&D, TAV VACUUM FURNACES SPA TAV VACUUM FURNACES SPA, localizado na Via dell’industria 11- 24043 Caravaggio (BG) – ITÁLIA; e-mail: info@tavvacuumfurnaces.com; web: www.tav-vacuumfurnaces.com.

Todas as imagens são cortesia da TAV VACUUM FURNACES.

VÁCUO & TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE

Brasagem Industrial com Ouro: Um Estudo de Caso Alex Pohoata – F & B Mfg. LLC; Phoenix, Arizona, EUA Experimentos foram realizados para desenvolver o melhor processo de brasagem da liga Hast X para uma aplicação aeroespacial.

U

m OEM aeroespacial precisava ter um tubo de drenagem soldado em um detalhe de ressalto, conforme mostrado na Figura 1. As peças eram feitas de liga de níquel resistente à corrosão e ao calor AMS 5536 (Hast X).

O requisito para metal de adição de brasagem (BFM - Brazing Filler Metal) era AMS 4787. Este BFM é uma liga de ouro-níquel (82Au–18Ni) definida de acordo com AWS A5.8 como BAu-4.

Esta liga pode ser usada como pasta de 84-90% em peso de pó com uma malha (tamanho dos grânulos de pó) de no mínimo 140 ou como chapa, tira e folha.

Figura 1. Detalhes a serem brasados

Figura 2. Pontas de seringa de brasagem IndustrialHeating.com ■ DEZEMBRO 2021 25

VÁCUO & TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE

Processo Experimental

Figura 3. Peças de amostra para brasagem

Figura 4. Liga de brasagem de enchimento formada como arruela

Figura 5. Detalhe gráfico das posições de brasagem 26 DEZEMBRO 2021 ■ IndustrialHeating.com

O processo de brasagem ocorreu em um forno a vácuo com vácuo de 10-5 mm Hg. O resfriamento foi em argônio com ponto de orvalho de -62°C. Não foi utilizada pressão parcial.

A brasagem em forno a vácuo tem como grande vantagem o controle completo de todo o processo. Os controles automatizados do forno permitem a visualização do processo tanto no tratamento térmico (monitor) quanto no escritório (controle). O engenheiro de tratamento térmico também tem acesso ao computador.

A aplicação mais fácil é usar pasta como metal de adição. Não requer formato específico, podendo ser aplicado em qualquer quantidade, conforme necessário, com uma simples seringa. As pontas da seringa de brasagem são mostradas na Figura 2.

Durante o desenvolvimento da brasagem, por simplicidade, o detalhe do ressalto real foi substituído por um cilindro feito da mesma liga e com as mesmas dimensões do furo do ressalto real (Fig. 3). Foi mantido o mesmo tubo de drenagem. Para o desenvolvimento do processo de brasagem, optou-se pela utilização de chapa de brasagem na forma de arruelas (Fig. 4) além da pasta de brasagem.

Todas as peças foram brasadas na posição vertical. Nenhuma solda adesiva foi aplicada. A folga entre o tubo de drenagem e a saliência (amostra do cilindro) foi de 0,002 polegada em relação às paredes. Devido ao fato de que o metal base Hast X contém alumínio e titânio, os orifícios foram niquelados de acordo com AMS 2403 com uma espessura de revestimento de no máximo 0,001 polegada para evitar qualquer formação de óxido na junta de brasagem (ou seja, para melhorar o f luxo de liga de

VÁCUO & TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE

Figura 6. Amostra brasada usando pasta de brasagem

Figura 7. Amostra soldada usando arruelas de ouro sólido

enchimento líquido).

Um conjunto inicial de amostras foi brasado usando pasta de brasagem aplicada no topo do cilindro com uma amostra usando quatro arruelas de ouro, também no topo. Outra amostra foi brasada de cabeça para baixo com quatro arruelas localizadas no fundo do furo. Todos os locais são mostrados na Figura 5.

A temperatura de transformação solidus-liquidus é 950˚C para BAu-4. A literatura publicada recomenda uma temperatura de brasagem para esta liga na faixa de 950-1005˚C. Esta brasagem foi realizada a 990˚C ± 3˚C.

Resultados A amostra brasada usando pasta de brasagem mostrou muito pouco f luxo. A imagem foi obtida em uma máquina de tomografia computadorizada de raios X (Fig. 6).

Nenhuma das amostras brasadas usando arruelas de ouro foi capaz de brasagem aceitável. O BFM estava f luindo para dentro do orifício do cilindro, mas a quantidade de vazios era excessiva (Fig. 7).

Após consultar vários fabricantes de BFM, decidiu-se tentar a brasagem a uma temperatura mais alta. A próxima tentativa consistiu em brasar uma amostra com pasta de brasagem e outra IndustrialHeating.com ■ DEZEMBRO 2021 27

VÁCUO & TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE

Figura 8. Brasado com pasta de ouro a 1038˚C

Figura 9. Brasado com arruelas de ouro a 1038˚C

amostra com quatro arruelas de ouro no topo. A brasagem ocorreu a 1038˚C. A amostra com a pasta de brasagem mostrou um f luxo até o buraco. Infelizmente, a quantidade de vazios era excessiva. Ele mediu 0,083 polegada e a tolerância é de 0,020 polegada no máximo (Fig. 8).

A amostra com as arruelas de ouro estava finalmente de acordo com a especificação do OEM e os requisitos do desenho de engenharia (Fig. 9).

muito facilmente. Neste caso em particular, quando o metal de adição deve f luir para um furo cego, a pasta de brasagem não é muito bem sucedida mesmo em uma temperatura mais alta.

Uma explicação muito possível é que o ar fica preso no orifício da bolsa pela pasta brasada e não pode produzir uma camada uniforme de brasagem entre as duas peças a serem brasadas.

Este não é o caso do metal de ouro maciço, que não pode tapar hermeticamente o orifício. Portanto, o ar pode ser extraído com vácuo do forno. Uma temperatura bem-sucedida para este tipo de aplicação parece ser 1038˚C.

Conclusões A brasagem com ouro tem suas peculiaridades. Ao contrário da brasagem de níquel ou brasagem de cobre, o BAu-4 não f lui

Para obter mais informações: Entre em contato com Alex Pohoata, Engenheiro Metalúrgico/NPI de Projeto, F&B Mfg. LLC, 4245 N. 40th Ave., Phoenix, AZ 85019, EUA; tel: +1 602-533-1107; e-mail: apohoata@fbmfg.com; web: www.fbmfg.com.

LEIA ONLINE As revistas Industrial Heating, FORGE, Engrenagens - Gears Magazine e a Estampagem - Stamping Magazine são disponibilizadas gratuitamente na Banca Digital do Portal Aquecimento Industrial, junto com informações relevantes sobre a Indústria Metalmecânica no Brasil e do mundo.

28 DEZEMBRO 2021 ■ IndustrialHeating.com

GASES INDUSTRAIS & COMBUSTÃO

Cementação - Perguntas e Respostas com o Doutor em Tratamento Térmico – Parte 1 Reed Miller entrevista Dan Herring, o Doutor em Tratamento Térmico (Heat Treat Doctor)

E

m meados do ano passado, Reed Miller, editor chefe da IH americana, entrevistou Dan Herring, o Doutor em Tratamento Térmico (Heat Treat Doctor), abordando algumas perguntas de leitores sobre cementação. A entrevista foi postada como podcast, transcrita e editada em um artigo de duas partes, com a primeira parte nesta edição e a continuação na próxima IH. RM: Obrigado por se juntar a mim hoje, Dan. Vamos pular direto e responder a algumas das perguntas de nossos leitores sobre cementação. Eu tenho várias perguntas aqui de nossos ouvintes e leitores de podcast, então vamos começar com o número um.

P: Qual é a melhor maneira de medir o potencial de carbono em um forno de atmosfera?

DH: Bem, eu sei que o padrão de fato para medir o potencial de carbono é usar uma sonda de oxigênio, ou o que chamamos de sonda de carbono. Eles se tornaram parte integrante de nossos

processos de cementação da atmosfera. Penso nas sondas de carbono como nos termopares – uma necessidade em um forno com atmosfera.

Além das sondas de oxigênio, sei que as pessoas estão apoiando as sondas de oxigênio usando analisadores de três gases, especialmente para estabelecer o nível de CO no forno para ajudar a auxiliar os fatores de controle das sondas de oxigênio. Além disso, as pessoas estão usando mais calços do que nunca. Essa é uma tecnologia que foi usada no passado e perdeu popularidade por alguns anos, mas agora está de volta. As pessoas estão até apoiando sondas de oxigênio usando analisadores de ponto de orvalho. Essas tecnologias tornaram-se tão confiáveis que são todo um sistema de medição do potencial de carbono.

P: E os fornos a vácuo? Você pode usar calços nesses fornos?

R: Na verdade, eu vi um projeto para um extrator de calços a vácuo, mas ninguém os está usando em fornos a vácuo. O que eles estão fazendo é colocar os discos dentro com as cargas e realmente medir o carbono da superfície por espectro análise desses discos depois que a carga sai do forno. Como você sabe, Reed, não há dispositivos in-situ de cementação a vácuo atualmente disponíveis para controlar o potencial de carbono. Basicamente, o que você está fazendo é cementar no limite de saturação do carbono na austenita e então difundir esse carbono para longe da superfície.

Em seguida, um simulador (fornecido pelos fabricantes de fornos) usa um programa de simulação de carburação para prever o perfil IndustrialHeating.com ■ DEZEMBRO 2021 29

GASES INDUSTRIAIS & COMBUSTÃO

da camada e o perfil de dureza dessa camada.

P: O que significa “profundidade da camada” quando a vejo em um desenho?

R: É importante que engenheiros e projetistas citem os termos corretos. Existem três termos: profundidade total da camada, 30 DEZEMBRO 2021 ■ IndustrialHeating.com

profundidade efetiva da camada e profundidade efetiva da camada acabada (após a usinagem). A profundidade total do caso é definida como carbono base mais 0,04%. A melhor maneira de verificar a profundidade da camada é seccionar a peça. Podemos ver a interface camada-núcleo dessa maneira, geralmente atacando com nital e verificando a profundidade do ataque na seção transversal.

A profundidade efetiva da camada, que é uma função do teor de liga do aço, é de cerca de 0,40% C ou cerca de 50 HRC. Podemos determinar isso usando uma transversal de microdureza. Existem diferentes definições nas especificações dos EUA e internacionais, portanto, essas especificações são até uma variável para nossa terminologia.

Macroscopicamente, também podemos obter uma profundidade total aproximada da camada. Um microscópio de loop ou de baixa potência pode ajudar a identificar a profundidade total da camada em uma seção transversal atacada e, às vezes, até mesmo não atacada quimicamente. Uma regra prática diz que a profundidade total da camada multiplicada por 2/3 é a profundidade efetiva da camada. O teste de fratura é outra maneira rápida de identificar a profundidade aproximada da camada.

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Taxas de Resfriamento Aprimoradas em Sistemas de Leito Fluidizado Andreas Guderjahn – Schwing Technologies GmbH, Alemanha Mei Yang, Haoxing You e Richard D. Sisson Jr. – Centro de Excelência em Tratamento Térmico, EUA Ralf Giebmanns – PEER Energy GmbH, Alemanha

E

xcelente alternativa ao banho de sal e outras tecnologias de tratamento térmico. Durante as últimas décadas, a tecnologia de leito fluidizado em termos de qualidade não perdeu a sua importância para aplicações de tratamento térmico e tornou-se mesmo indispensável em alguns nichos de aplicação devido às suas propriedades especiais.

Princípio de Funcionamento do Sistema de Tratamento Térmico de Leito Fluidizado O princípio de funcionamento (figura 1) dos sistemas de tratamento térmico de leito fluidizado da Schwing Technologies é baseado na tecnologia patenteada de leito fluidizado Schwing, onde o óxido de alumínio de grão fino é fluidizado com ar ou gás inerte em uma câmara de processo. O leito fluidizado assim gerado conduz o calor 32 DEZEMBRO 2021 ■ IndustrialHeating.com

Figura 1.Princípio de funcionamento do sistema de tratamento térmico de leito fluidizado. Fonte: SCHWING Technologies

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extremamente bem e devido à sua massa possui uma enorme capacidade calorífica.

Os sistemas de tratamento térmico da Schwing Technologies são aquecidos indiretamente por meio de aquecedores elétricos ou queimadores a gás e podem ser usados em uma ampla faixa de temperatura, desde a temperatura ambiente até 1050°C, com precisão máxima. Ferramentas ou componentes de metal podem ser facilmente imersos no leito fluidizado e, no menor tempo possível, podem ser • pré-aquecidos, • recozidos, • nitretados, • nitrocarbonetados, • temperados, • revenidos ou • temperados e revenidos com a atmosfera e temperatura desejadas.

Vantagens da Tecnologia de Leito Fluidizado Interrupções, trocas ou mudanças do processo de tratamento e da atmosfera, por exemplo, de termoquímico para inerte, são possíveis a qualquer momento e em apenas dois a três minutos.

A grande precisão de temperatura dos sistemas de tratamento térmico da Schwing Technologies durante a imersão, permanência e principalmente durante o aquecimento e têmpera garante o tratamento sem empenamento dos lotes introduzidos. Além disso, a excelente uniformidade de temperatura está mantendo as tensões nas peças tratadas em um nível mínimo, o que aborda as principais

desvantagens do meio de têmpera líquida e do sistema de têmpera a gás de alta pressão. O aquecimento rápido e uniforme do sistema torna o aquecimento stand-by obsoleto. As instalações operam completamente sem desperdício e, mediante solicitação, são equipadas com uma unidade de queima do tipo flare.

Otimização do Efeito de Resfriamento no Leito Fluidizado Como em muitas outras tecnologias, às vezes também há necessidade de otimização em áreas de aplicação especiais de tratamento térmico de leito fluidizado. Uma exigência que veio do mercado foi aumentar as taxas de resfriamento. Entre outras coisas, buscaram-se alternativas à austêmpera em banho de sal, bem como alternativas aos meios líquidos de têmpera, como óleo ou polímero para peças metálicas fabricadas avançadas. Os principais aspectos foram compatibilidade ambiental e a redução ou evitação de pós-tratamentos de limpeza.

Projeto de P&D A otimização do efeito de resfriamento em leito fluidizado foi realizada como parte de um projeto de P&D da Schwing Technologies e PEER Energy em conjunto com o Centro de Excelencia em Tratamento Térmico (Center of Heat Treat Exellence) do Worcester Polytechnic Institute (WPI) em Worcester, MA nos EUA com foco em austêmpera. Devido à necessária comparabilidade, foram utilizados métodos e

Figura 2. Taxas de resfriamento sob diferentes condições em um leito fluidizado em comparação com banho de sal. Fonte: SCHWING Technologies IndustrialHeating.com ■ DEZEMBRO 2021 33

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Figura 3. Amostra típica usada para os testes de austêmpera em comparação com uma moeda de um quarto de dólar americano. Fonte: SCHWING Technologies.

amostras padronizados. Vários testes preliminares para sondagem dos gases de fluidização e meios de banho e todos os testes de tratamento térmico foram realizados no centro técnico da Schwing Technologies. Os exames metalográficos e testes de materiais foram realizados pelo WPI. Este artigo concentra-se essencialmente na terceira série de testes da Schwing Technologies para AISI 5160, onde a meta de otimização foi alcançada.

Em primeiro lugar, o status atual do efeito de resfriamento dos sistemas comuns de banho fluidizado teve que ser determinado em comparação com outras tecnologias e meios. Parâmetros padrão para o equipamento, gases usuais de fluidização (ar e nitrogênio) e um óxido de alumínio comum para aplicações de tratamento térmico foram escolhidos como ponto de partida.

A austêmpera é um processo de tratamento térmico baseado na transformação isotérmica da austenita em bainita, que se forma na faixa de temperatura entre a perlita e a martensita. Para formar a bainita, a taxa de resfriamento precisa ser rápida o suficiente para evitar a formação de perlita em temperaturas mais altas, como mostra a Figura 2.

Figura 4. Comparação de dureza Rockwell de banho de sal e amostras austemperadas de leito fluidizado. Fonte: SCHWING Technologies 34 DEZEMBRO 2021 ■ IndustrialHeating.com

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Figura 5. Varredura da linha de microdureza Vickers das amostras do 3º ensaio de austêmpera em leito fluidizado com meio de banho G4Q. Fonte: SCHWING Technologies.

Em seguida, foram realizados dois ensaios de austêmpera em AISI 5160 utilizando leito fluidizado com diferentes gases de fluidização e meios de banho. O primeiro ensaio foi realizado com Al2O3 e o 2º com o chamado B4Q como meio de banho. Ambos os ensaios não produziram a bainita completa devido às baixas taxas de resfriamento. Com um novo meio de banho, chamado G4Q , e um gás de fluidização especial, as taxas de resfriamento foram significativamente melhores do que as taxas de resfriamento com Al2O3 e gases padrão, especialmente na faixa de temperatura entre 500°C e 800°C, que pode ser vista na figura 2 Assim, decidimos realizar o terceiro ensaio de austêmpera utilizando o novo meio de banho de leito fluidizado G4Q. As amostras foram austenitizadas em um forno de leito fluidizado a 850°C por 30 minutos, depois austemperadas em outro forno de leito fluidizado a 315°C por 1, 2, 5, 30 e 90 minutos, respectivamente, retirados do forno e resfriado ao ar até a temperatura ambiente. Essas amostras, preparadas pela WPI, são discos com 1,125'' de diâmetro e 0,5'' de espessura, como mostrado na Figura 3. As amostras austemperadas foram enviadas de volta à WPI para caracterização, incluindo medição de dureza Rockwell, varredura de linha de microdureza Vickers, análise de XRD (X-Ray Diffraction - Difração de Raios X), óptica, e análise microestrutural SEM (Scanning Electron Microscopy em inglês e MEV Microscopia Eletrônica de Varredura em português).

A Figura 4 mostra a dureza Rockwell das amostras austemperadas do 3º ensaio em leito fluidizado, que são

comparadas com a dureza Rockwell das amostras austemperadas em banho de sal à mesma temperatura. Pode-se observar que os dados de dureza estão muito próximos entre as amostras de 30 minutos e 90 minutos de tempo de austêmpera. A dureza das amostras austemperadas do 1º e 2º ensaios de austêmpera em leito fluidizado também são mostradas nesta figura. Pode-se observar que a dureza das amostras com tempo de austêmpera de 90 minutos de ambos os 1º e 2º ensaios de austêmpera fluidizada são menores do que a dureza da amostra do 3º ensaio com o mesmo tempo de austêmpera.

As amostras foram cortadas, montadas e polidas para as medidas de microdureza Vickers por um Wilson VH3300 (0,5kgf). A varredura da linha de microdureza Vickers foi realizada na seção transversal dessas amostras da superfície ao núcleo. Os resultados são mostrados na figura 5 com microdureza média calculada e desvio padrão. Pode-se observar que a microdureza é uniforme em cada amostra. A microdureza Vickers diminui com o aumento do tempo de austêmpera, o que está de acordo com os resultados da medição de dureza Rockwell.

As amostras foram cortadas, montadas, polidas e atacadas por Nital 4% para a análise da microestrutura na seção transversal da amostra por microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV). As micrografias ópticas e MEV são mostradas na Figura 6 com as ópticas no lado esquerdo e as MEV no lado direito.

Pode-se observar que a porcentagem de bainita aumenta com o aumento do tempo de austêmpera. A microestrutura da amostra IndustrialHeating.com ■ DEZEMBRO 2021 35

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(a)

(b)

(c) 36 DEZEMBRO 2021 ■ IndustrialHeating.com

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(d)

(e) Figura 6. Micrografias óticas e MEV de (a) 1 min (b) 2 min (c) 5 min (d) 30 min (e) 90 min de amostras austemperadas do 3º ensaio de leito fluidizado em seção transversal (micrografia ótica está à esquerda a micrografia MEV à direita). Fonte: SCHWING Technologies.

com 30 minutos de tempo de austêmpera (6 (d)) é semelhante à microestrutura da amostra com 90 minutos de austêmpera (Figura 6 (e)), que mostra a formação completa da bainita.

A análise de XRD também foi realizada nessas amostras como polidas austemperadas e os padrões de XRD são mostrados na figura 7. Tanto bcc (α) quanto fcc (γ) são identificados para as amostras austemperadas com 1, 2 e 5 minutos de tempo de austêmpera, enquanto apenas bcc (α) foi identificado para a amostra com 30 e 90 minutos de tempo de austêmpera. O fcc é austenita retida, o bcc é ferrita bainítica mais martensita nessas amostras. Portanto, a análise de XRD mostra que a bainita completa se forma nas amostras com 30 e 90 minutos de tempo de austêmpera, o que está de acordo com a medição de dureza e

análise de microestrutura.

As micrografias MEV das amostras com 90 minutos de tempo de austêmpera do 2º e 3º ensaio de austêmpera em leito fluidizado são comparadas na Figura 8. Com grande aumento, a perlita pode ser vista na amostra da 2ª tentativa (Figura 8 (a)) enquanto a bainita completa se forma na amostra da 3ª tentativa (Figura 8 (b)).

Conclusão Os testes mostraram que com parâmetros otimizados em um sistema de leito fluidizado, que são principalmente um gás especial e o novo meio de banho G4Q , quase as mesmas taxas de IndustrialHeating.com ■ DEZEMBRO 2021 37

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Figura 7. Padrões de XRD para amostras austemperadas de 1 min (vermelho), 2 min (azul), 5 min (verde), 30 min (roxo) e 90 min (marrom) do 3º ensaio de leito fluidizado com G4Q. Fonte: SCHWING Technologies.

Figura 8. Micrografias MEV das amostras de (a) 2º (b) 3º ensaio de austêmpera de leito fluidizado com 90 minutos de tempo de austêmpera. Fonte: SCHWING Technologies.

resfriamento podem ser alcançadas em um banho de sal. O efeito de resfriamento necessário para 100% de austêmpera do AISI 5160 foi plenamente alcançado. Isso pode ser comprovado por investigações metalográficas e testes mecânicos de materiais.

38 DEZEMBRO 2021 ■ IndustrialHeating.com

Os sistemas de leito fluidizado da Schwing Technologies agora oferecem uma excelente alternativa ao banho de sal para esta aplicação. Para muitas outras aplicações convencionais, bem como para processos inovadores, como a fabricação aditiva de peças

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metálicas, esses sistemas de leito fluidizado oferecem uma alternativa muito boa ou mesmo a melhor solução adequada para resfriamento e têmpera. Ele vem com todas as vantagens do banho de sal, mas sem seus impactos ambientais negativos. Ao mesmo tempo, pode vencer qualquer processo de têmpera a gás de alta pressão em relação à uniformidade de temperatura durante o processo de têmpera real. Como resultado, as peças tratadas podem se transformar uniformemente e, assim, manter as tensões no mínimo.

Sobre a Schwing Technologies A Schwing Technologies atua há mais de 50 anos e é líder mundial em tecnologia de sistemas de alta temperatura para limpeza térmica, acabamento termoquímico e tratamento térmico de peças e ferramentas metálicas. A empresa gerenciada pelos proprietários projeta, fabrica e opera sistemas em sua sede em Neukirchen-Vluyn, na região do Baixo Reno, na Alemanha. Construída com base nas conquistas da engenharia alemã, a empresa de médio porte é uma das especialistas mais conhecidas do mundo na remoção de plásticos. Entre os cerca de 3.000 clientes internacionais da Schwing estão empresas das indústrias de plásticos e fibras, bem como dos setores químico e automotivo. Para cada necessidade de limpeza, a empresa com seus cerca de 100 funcionários oferece a melhor tecnologia e solução de limpeza econômica, ecológica e qualitativamente. A Schwing também é um parceiro de serviço confiável para limpeza por contrato, processando mais de 250.000 ferramentas e peças a cada ano de acordo com os mais altos padrões ambientais e qualitativos. Fundada em 1969, a empresa comemorou seu 50º aniversário em 2019 e inaugurou naquele ano a Schwing Technologies North America Inc., uma nova empresa de vendas nos EUA.

Para obter mais informações: Entre em contato com Andreas Guderjahn, Schwing Technologies GmbH, Oderstraße 7, 47506, Neukirchen-Vluyn, Alemanha; tel: +49 2845 930 178; web: a.guderjahn@schwing-tech.com.

Mei Yang, Haoxing You e Richard D. Sisson Jr., Centro de Excelência em Tratamento Térmico, Instituto Politécnico de Worcester, 100, Institute Rd, Worcester, MA 01609, EUA. Ralf Giebmanns, PEER Energy GmbH, Siemensstraße 18, 47608 Geldern, Alemanha.

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