Tratamento Termico de Alivio de Tensoes

Tratamento Termico de Alivio de Tensoes

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TRATAMENTO TÉRMICO EM JUNTAS SOLDADAS EDIÇÃO 1997

1.Descrição 3

1.1 Tipos de Tratamento Térmico 3 1.2 Tensões Residuais 6 1.3 Hidrogênio 8

2. APLICAÇÕES 9

2.1 Aços ao Carbono 9 2.2 Aços Baixa Liga 10 2.3 Aços inoxidáveis 10 2.4 Ligas de Níquel 1 2.5 Ligas de Titanio 12 2.6 Ligas de Magnésio 12 2.7 Ligas de Cobre 12 2.8 Ligas de Aluminio 13 2.9 Juntas Soldadas com Metais Dissimilares 14 2.10 Ferro Fundido 17

3. EQUIPAMENTOS 18

3.1 Termopares 18 3.2 Registradores Gráficos de Temperatura 18 3.3 Cabos de Compensação 19

4. Métodos de Tratamento Térmico 19

4.1 Fornos Fechados 20 4.2 Aquecimento Resistivo 20 4.3 Aquecimento Indutivo 21 4.4 Gases Quentes 21 4.5 Queimadores a Gas 2 4.6 Dispositivos Vibratórios 2 4.7 Martelamento 2 4.8 Técnicas de Reparo sem TTAT 23

5.Procedimento de Cálculo de Alívio de tensões 24 5.1 Determinação da Espessura Nominal (En) 24

5 .3 Determinação da Temperatura e Tempo de Patamar 27

5.4 Determinação da Taxa de Resfriamento 28

5.5 Determinação da Redução de Temperatura de Patamar 28

5.6 Tratamento Térmico em duas ou mais etapas 28 5.7 Recomendações e Cuidados 28 5.8 Tratamentos Localizados 29 5.9 Registros e Controle de temperatura 30

6. Tabelas de Cálculo 30

TABELA 6.1 - TAXAS DE AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO 30

TABELA 6.2 TEMPERATURAS E TEMPOS DE PATAMAR 31

TABELA 6.3 REDUÇÃO DE TEMPERATURAS DE PATAMAR 31

6.4 TABELAS DE PARAMETROS DE TTAT CONFORME NORMAS INTERNACIONAIS 32

7. Exemplo de Cálculo de Tratamento Térmico de Alívio de Tensões e Análise de Gráfico 3

8. Formulários 35 9. Bibliografia 38

1.Descrição

O Tratamento Térmico em metais é conjunto de operações envolvendo aquecimento, tempo de permanência em determinadas temperaturas e resfriamento sob condições controladas, com o objetivo de melhorar as suas propriedades ou conferir-lhes características pré - determinadas.

Os principais Tratamentos Térmicos, ilustrado na Figura 1.1, associados às operações de soldagem são:

Figura 1.1 Gráficos de Tratamento Térmico mais usuais após Soldagem a) Recozimento

Consiste no aquecimento da peça até uma temperatura onde haja recristalização e/ou a trasnformação em uma nova fase.

Para os aços, a permanência na temperatura de patamar durante um determinado tempo seria para homogeneizar a austenita, seguido de resfriamento lento, geralmente no próprio forno. Os principais objetivos a serem alcançados pos este Tratamento são:

- Reduzir a dureza do metal; - Melhorar a usinabilidade;

O tratamento de recozimento é o segundo mais utilizado dentre os tratamento térmicos apresentados.

b) Normalização

É um tratamento para aços que consiste em aquecimento a uma temperatura um pouco acima da austenitização, e resfriamento em ar, com o intuito de refinar o grão, aumentando sua resistência mecânica.

c) Revenimento

É um tratamento para aços que consiste no aquecimento da peça com temperaturas entre 450 a 750 °C, permanecendo no forno com períodos de 30 minutos a

4 horas, seguido de resfriamento controlado.

O revenimento é um tratamento térmico aplicado a peças nas quais tenham sido produzidas microestruturas martensíticas, quando se deseja acançar os seguintes objetivos. -aliviar tensões internas;

Em algumas ligas de alumínio faz-se um evelhecimento, com temperaturas de 100 a 200 °C, usado para restaurar a ZTA aumentando a resistência mecânica, que foi afetada pela solda deixando a região menos dura.

d) Solubilização

É um Tratamento Térmico que faz uma solução no estado sólido de elementos que anteriormente estavam precipitados, seguido de resfriamento rápido, o suficiente para reter na matriz os elementos na solução, antes precipitados.

e) Têmpera

Consiste no aquecimento da peça até um determinada temperatura, para austenitização do aço, permanência nesta temperatura durante um determinado tempo para homogeneização da austenita, seguido de refriamento rápido.

São os seguintes os objetivos da têmpera: -Endurecer;

A peça temperada fica muito frágil, sendo necessário, obrigatóriamente, a aplicação do revenido após a têmpera. Esse conjunto de operações, Têmpera e Revenimento dá-se o nome de Beneficiamento.

f) Préaquecimento

Apesar de ser uma fonte de calor adicional introduzida na peça, quando se executa uma soldagem, muitos não consideram como um Tratamento Térmico.

O aquecimento pode muitas vezes ser feito em uma faixa que varia de 6 a 12 vezes a espessura da peça, o aquecimento pode ser obtido por vários métodos descritos no ítem 4, o pré aquecimento tem o objetivo de diminuir a velocidade de resfriamento de uma junta soldada, diminuindo tensões residuais, comentada no item seguinte.

O préaquecimento em metais com alta condutibilidade térmica, facilita as operações de soldagem.

Em aços favorece a difusão do hidrogênio, reduz a ocorrência de ZTA com altos níveis de dureza.

Os principais parâmetros para especificar um préaquecimento são: a espessura da peça, naturea composição química e condições metalurgicas do metal, e o nível de restrição a que a junta está sendo submetida, também o processo de soldagem e seu aporte de energia são variáveis importantes.

g) Pós-Aquecimento

A principal utilização do pós-aquecimento, é a eliminação de hidrogênio induzido por processos de soldagem, aplicados em aços ao Carbono e Baixa Liga.

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