Também conhecido como Endurecimento por Precipitação, Endurecimento por Envelhecimento ou Endurecimento por Precipitação de Solução, é um processo térmico que tem como objetivo acelerar o processo de envelhecimento natural sob parâmetros controlados, visando alterar as propriedades mecânicas e microestruturais das ligas metálicas, como dureza, resistência mecânica, resistência à corrosão, resistência à tração, estabilidade dimensional, entre outras.

O processo de envelhecimento térmico geralmente envolve as seguintes etapas principais:

A) Solubilização:

Objetivo: dissolver completamente as fases precipitadas ou solutos em uma matriz metálica. Procedimento: o material é aquecido a uma temperatura elevada, chamada de temperatura de solubilização, o que permite que os elementos de liga (como átomos e moléculas) se dissolvam na matriz metálica. Muitos materiais já são fornecidos solubilizados pelos fabricantes, sendo assim podem ser envelhecidos diretamente.

B) Resfriamento rápido:

Objetivo: evitar a reprecipitação de solutos durante o resfriamento. Procedimento: após a solubilização, o material é resfriado rapidamente, este processo impede que os solutos se reagrupem e formem fases indesejadas.

C) Envelhecimento:

Objetivo: permitir a formação controlada de novas fases na matriz metálica. Procedimento: o material é reaquecido a uma temperatura mais baixa que a da solubilização e mantido por um período prolongado. Durante este tempo, ocorre a reprecipitação dos solutos na forma de partículas finas, que aumentam, por exemplo, a resistência e a dureza do material.

O sucesso do tratamento térmico de envelhecimento depende da escolha adequada das temperaturas de solubilização e envelhecimento, bem como do tempo de exposição a essas temperaturas. O conhecimento detalhado das propriedades da liga metálica em questão é crucial para otimizar o processo e obter as propriedades desejadas no material final.

Vantagens dos equipamentos a vácuo no processo de envelhecimento

A ISOFLAMA pode realizar o processo de envelhecimento em fornos com bomba de vácuo, sendo este processo aplicado nos mais diversos setores industrias, como aeroespacial, automotivo e medico odontológico, óleo e gás, entre outros, com qualidade e precisão nas proprieades dos materiais.

Este processo pode oferecer vantagens em comparação aos realizados em atmosfera normal, tais como:

• Minimização de oxidação
• Isenção de descarbonetação
• Propriedades mecânicas uniformes
• Controle preciso de atmosfera
• Evita contaminação gasosa
• Controle da taxa de resfriamento
• Processamento de materiais sensíveis ao oxigênio
• Controle térmico preciso

Essas vantagens tornam os fornos a vácuo uma escolha valiosa em aplicações onde é crucial evitar reações indesejadas com o oxigênio, manter a composição do material e garantir um controle preciso do tratamento térmico. Isso é especialmente relevante em setores como aeroespacial, indústria automotiva e fabricação de dispositivos eletrônicos de alta precisão.

Aplicações

O processo térmico de envelhecimento é amplamente utilizado em diversas indústrias devido às melhorias que proporciona nas propriedades mecânicas e microestruturais dos materiais. Aqui estão algumas das principais aplicações desse processo:

• Indústria Aeroespacial:

Componentes de aeronaves, como asas, fuselagem e peças estruturais, frequentemente passam por tratamento térmico de envelhecimento para melhorar sua resistência e durabilidade.

• Indústria Automotiva:

Peças críticas, como engrenagens, pistões, rodas e outros componentes estruturais, podem ser submetidas ao envelhecimento térmico para aumentar sua resistência ao desgaste e à fadiga.

• Indústria Metalúrgica:

Ligas metálicas utilizadas na produção de equipamentos industriais, tubulações e estruturas também se beneficiam do envelhecimento térmico para melhorar suas propriedades mecânicas.

• Indústria de Petróleo e Gás:

Componentes utilizados em ambientes corrosivos, como flanges, conexões, estruturas e tubulações, além de equipamentos submarinos, podem passar por tratamento térmico para resistir a condições adversas.

• Indústria de Maquinaria Pesada:

Equipamentos de construção, máquinas agrícolas e outros dispositivos de maquinaria pesada frequentemente empregam o envelhecimento térmico para melhorar a resistência e a vida útil.

• Indústria Nuclear:

Componentes em instalações nucleares, que requerem alta resistência e estabilidade estrutural, podem passar por processos de envelhecimento térmico para melhorar suas propriedades.

Materiais envelhecíveis por precipitação

Aqui estão alguns exemplos de ligas metálicas endurecíveis por precipitação:

• Aços Inoxidáveis Precipitáveis (PH):

Exemplos incluem o 17-4 PH e o 15-5 PH. Essas ligas de aço inoxidável contêm elementos como cromo, níquel, cobre e alumínio, que permitem a formação de precipitados durante o envelhecimento, resultando em um aumento de dureza e resistência.

• Ligas de Alumínio:

Algumas ligas, como a 2024 e a 7075, podem ser endurecidas por precipitação. O cobre é frequentemente adicionado como um elemento de liga para promover a formação de precipitados durante o tratamento térmico.

• Ligas de Titânio:

Ligas como a Ti-6Al-4V podem ser submetidas ao tratamento térmico de envelhecimento para melhorar suas propriedades mecânicas. Nesse caso, o tratamento é frequentemente chamado de envelhecimento duplex.

• Superligas de Níquel:

Algumas superligas de níquel, como a Inconel 718, podem ser endurecidas por precipitação. O tratamento térmico é projetado para promover a formação de precipitados, aumentando assim a resistência da liga.

• Cobre-Berílio:

Ligas de cobre-berílio, como a CuBe2 (CB101) e CuBe2Pb, podem ser endurecidas por precipitação. O tratamento térmico promove a formação de precipitados de fase beta (β) no cobre, melhorando a resistência e a dureza.