Revista Industrial Heating - Abr a Jun/2012

Abr a Jun 2012

Refratário Monolítico em Fornos de Fusão p.59 Tratamentos de Ferramentas em Banhos de Sais p.47 Novas Regras Para Linhas de Gás nos EUA p.50

Página 71

Menor Distorção do Alumínio com Têmpera em Polímero p.54 Análise Microestrutural para Facas Industriais - Parte I p.63 Fornos Jung Fecha Parceria com Seco Warwick

p.21

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Representadas:

Abril a Junho 2012 • Número 15

CONTEÚDO

Na Capa:

Planta de tratamento térmico para peças de alumínio estruturais utilizando um forno contínuo de recozimento de carga suspensa com resfriamento a ar e envelhecimento artificial

47

s

50

Combustão

Novas Regras para as Linhas de Gás Natural nos EUA

John R. Puskar - CEC Combustion Safety; Cleveland, Ohio, EUA Acidentes com linhas de gás natural nos Estados Unidos fizeram com que a NFPA (National Fire Protection Association - Associação Norte-Americana de Proteção contra Incêndios) emitisse novas regras com respeito principalmente à metodologia de purga da linha. Regras que devem ser do interesse de profissionais do ramo, a nível mundial.

g

o

Tratamentos Térmicos de Ferramentas em Banho de Sais Danilo Assad Ludewig - Diretor-geral da Durferrit do Brasil; Diadema, SP Luiz Roberto Hirschheimer - Diretor da Divisão de Tratamentos Térmicos e Engenharia de Superfície da ABM; São Paulo, SP Os processos de banhos de sais e também a tecnologia de suas instalações são objeto de contínuo aperfeiçoamento, tornando-se soluções modernas, de alta produtividade e compatíveis com o meio ambiente.

54

Óleo de Têmpera

Redução da Distorção de Ligas de Alumínio por Meio de Têmpera em Solução Aquosa de Polímero

Patrícia M. Kavalco, Rosa L. Simencio Oteroe Lauralice C. F. Canale - USP, Escola de Engenharia de São Carlos; São Carlos, SP / George E. Totten - Portland State University; Portland, Oregon, EUA A água quente é geralmente escolhida como uma alternativa à têmpera com água fria na redução de distorção de ligas de alumínio tratadas termicamente. No entanto, os níveis de redução são geralmente modestos.

i t

Banho de Sal

59

Refratários

Desenvolvimento de Refratário Monolítico para os Fornos de Fusão e Espera para Alumínio

Andy Wynn, John Coppack e Tom Steele - Morgan Thermal Ceramics; Augusta, Georgia, EUA.

r

O aumento da produtividade na produção de alumínio faz com que o ambiente dentro dos fornos de espera e de fusão do alumínio se torne cada vez mais agressivo.

Os materiais refratários têm que estar à altura desta necessidade, oferecendo alta tecnologia no isolamento térmico.

a

63

Metalografia

Análise Microestrutural do Tratamento Térmico dos Aços para Facas Industriais Planas e Circulares de Corte a Frio de Chapas de Aço - Parte I Eliana B. M. Netto - Menegon Assessoria Empresarial; São Paulo, SP Francisco Arieta, Schmolz-Bickenbach do Brasil; São Paulo, SP

Facas industriais para corte de chapas de aço são utilizadas há muito tempo, estimulando o desenvolvimento de produtos tecnologicamente mais apropriados.

6 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

CONTEÚDO

38

COLUNAS 10 Editoriais

Notícias de Materiais Não Ferrosos Por Reed Miller - EUA

12 Tecnologia

Por Udo Fiorini - Brasil

28 Pioneiros

44

Flávio Colpaert

29 Manual do Tratamento Térmico

Distorções Dimensionais na Têmpera dos Aços Parte V: Distorções Inevitáveis – O Fator Térmico

34 O Doutor em Tratamento Térmico

Classificação das Têmperas nas Ligas de Alumínio: O Que São e o Que Devemos Saber sobre Elas?

Por Daniel H. Herring

38 Meio Ambiente e Segurança

50

Riscos e Medidas de Segurança em Fornos de Atmosfera Controlada - Parte I

Por Carlos Humberto Sartori Esta coluna estende a discussão para as áreas exteriores aos fornos de alta temperatura.

41 Refratários

A Importância dos Refratários na Produtividade da Pelotização Por George Eustáquio Fernandes A vida do revestimento refratário dos Fornos de Pelotização tem grande influência no custo e na capacidade de produção de pelotas de minério de ferro.

42 Metalografia

16 Produtos 20 Indicadores Econômicos 21 Novidades da Indústria

A Industrialização à Brasileira: Entregar Para Não Desintegrar?

Por Antonio Augusto Gorni Elites com mentalidade feudal, incapazes de acompanhar a evolução mundial, sabotam o quanto podem o processo de industrialização.

Aço Sinterizado: Posso Tratar Termicamente?

Por Fernando Iervolino Sim, o aço sinterizado pode ser tratado termicamente. Listamos vários processos de tratamento térmico aplicados em materiais sinterizados.

46 Universo Empresarial

14 Eventos

Por Berenice Anina Dedavid Espectrometria de Energia Dispersiva, vinculada ao microscópio eletrônico, é uma poderosa ferramenta para interpretação e caracterização metalográfica.

45 Metalurgia do Pó

08 Índice de Anunciantes

Metalografia e Microscopia Eletrônica - Parte II

44 Siderurgia

DEPARTAMENTOS

Liderança 360° - Parte I

Por Eliana B. M. Netto Líderes 360° não comandam por posição ou poder, eles lideram por influência.

26 Notícias CSFEI - ABIMAQ 27 Notícias ABM

TTT 2012 VI Conferência Brasileira Sobre Temas de Tratamento Térmico

Doug Glenn, editor da revista Industrial Heating nos EUA, dará a palestra inaugural no evento, que se realizará de 17 a 20 de Junho de 2012 no Hotel Tauá em Atibaia - SP. Confira a 71 programação completa.

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 7

CONTEÚDO NA INTERNET

ÍNDICE DE ANUNCIANTES

› Última edição

Jan a Mar 2012

Agradecemos pelos e-mails recebidos referentes à edição de Jan a Mar 2012. Abaixo, selecionamos alguns deles:

Protocolos de Comunicação Industrial p.49 Nitretação a Plasma com Tela Ativa p.53 Desenvolvimentos em Fornos a Vácuo p.57

Notícias p.27

Princípios de Nitretação a Gás - Parte IV p.63 Limpeza Para Tratamento de Superfície p.67 Aichelin Group inicia ciclo no Brasil

p.20

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

'Estou satisfeito com as matérias, e a cada exemplar, surpreso com as inovações e principalmente na Área de Tratamento Térmico em geral, que a IH destaca cada vez mais. Parabéns e obrigado.' José Benedito Pinto | Embraer

'Parabenizamos pelo bom conteúdo, com assuntos do momento. Muito bom o artigo de Protocolos de Comunicação Industrial.' Mario Camargo | Brasiterm 'A edição está ótima, parabenizo a toda equipe por mais uma edição com artigos de excelente qualidade.' Christiane Rosado | UFRGS - LdTM 'Consideramos a revista excelente e de alto nível técnico. Parabéns a todos.' Julio F. Baumgarten | Metalab

Página

Empresa

Website

2ª capa

AFC-Holcroft

www.afc-holcroft.com

4ª capa

Agilent Technologies Brasil

www.agilent.com

39

Air Products do Brasil

www.airproducts.com/metals

21

Ajaxcom Eletro Mecânica

www.ajaxcom.com.br

49

Alutrat Industrial Tratamento Térmico

www.alutrat.com.br

16

Archem Química

www.archem.com.br

51

Brasar Tratamento Térmico

www.brasar.com.br

37

Brascoelma Aquecedores Indutivos

www.brascoelma.com.br

57

Citycorp Corporate Solutions

www.citycorp.com.br

51

Combustol e Metalpó

www.combustol.com.br

Contemp

www.contemp.com.br

3ª capa 24

Durferrit do Brasil Química

www.durferrit.com.br

69

Editora Blucher

www.blucher.com.br

'A revista está muito boa.' Luiz Roberto Moura Valle | Gerdau Aços Especiais Brasil

20

Edwards Brasil

www.edwardsvacuum.com/brasil

'Gostaríamos de parabenizar os editores da revista, a qual está muito boa.

Gostamos bastante dos anúncios, pois utilizamos diversos produtos anunciados na revista, e nos ajuda a desenvolver novos fornecedores. Muito obrigado!' Felipe Tonietto | TecnoHard

22

Eurothermo

www.eurothermo.ind.br

26

Febramec

www.febramec.com.br

19

First Fornos

www.firstfornos.com.br

17

Fornos Jung

www.jung.com.br

4

G-M Enterprises

www.gmenterprises.com

39

Heat Tech Tratamento Térmico

www.heattech.com.br

21

IKF Serviços e Ferramentas

www.ikf.com.br

25, 66

Inductotherm Group Brasil

www.inductothermgroup.com.br

'É notável a evolução da revista!' Giovano Ghizoni | Jamo Equipamentos

'Nosso anúncio está conforme acordado, plenamente satisfatório, inclusive já tivemos uma consulta.' Mario Marcelo | Ajaxcom Eletromecânica 'O conteúdo está muito bom.' Carlos Eduardo Lodder M. dos Santos | GKN Sinter Metals 'A edição está muito boa. Parabéns.' José Carlos Booz| Schulz S. A. 'Aproveito para parabenizá-los pelo excelente trabalho realizado por vocês, e com certeza este empreendimento representa um dos maiores avanços na área de Materiais dos últimos tempos.' Jorge Lus Braz Medeiros | Forjas Taurus

5

Industrial Heating Equip. e Componentes

www.industrialheating.com.br

53

Instrutemp

www.instrutemp.com.br

'Aqui vai o elogio pela excelente revista.' Evaldo Jose Agnoletto | Grupo Voges

31

Interfor

www.interfor.com.br

'Ótima fonte de informação!' Ricardo Dossena | Andreas Stihl Moto-Serras

13

Ipsen

www.ipsenusa.com

'Gostaria de parabenizá-los pela beleza da revista.' Gumersindo Peña | Termic

27

Jamo Equipamentos

www.jamo.ind.br

'Consideramos que está excelente.' Cláudio de Almeida| Fornitec

9

Marwal Tratamentos Térmicos

www.marwal.com.br

27

Master Fiber

www.masterfiber.com.br

52

Mercopar

www.mercopar.com.br

37

Metalab Análise de Materiais

www.metalab.com.br

55

Metaltrend

www.metaltrend.com.br

65

Metalurgia

www.messebrasil.com.br

49

Metalúrgica Eden

www.edentratamentotermico.com.br

14

Moldes

www.abm.com.br/moldes

21

Novatubos

www.novatubos.com.br

23

Novus Produtos Eletrônicos

www.novus.com.br

51

Politrat

www.politrat.com.br

37

Rio Mech

www.riomech.com.br

69

Rolled Alloys

www.rolledalloys.com

67

Sauder Equipamentos Industriais

www.sauder.com.br

33

SDS Plasma

www.sdsistemas.com.br

11

Seco/Warwick

www.secowarwick.com

29

SMS Resistências

www.smsresistencias.com.br

37

Temperapar Tratamento Térmico

www.temperapar.com.br

33

Temperaville Tratamento Térmico

www.temperaville.com.br

51

Termic Indústria e Comércio

www.termictratamentotermico.com.br

33

TS Techniques Surfaces Brasil - HEF Group

www.tsdobrasil.srv.br

49

Unitrat Tratamento Térmico

www.unitrat.com.br

3

Villares Metals

www.villaresmetals.com.br

› Guia de Compras

› Mais lidos

Acesse o Guia de Compras em www.revistaIH.com.br e confira os dados de sua empresa. Em nossa próxima edição ele será impresso.

O artigo mais lido em nosso site foi 'Aplicação de refratários em fornos de reaquecimento', com 1096 visitas únicas.

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Notícias de Materiais Não Ferrosos

N

esta edição vou usar esse espaço para observar o que está acontecendo nesse setor da indústria, em que nosso propósito principal é alumínio e cobre.

Desses dois materiais, o alumínio claramente é líder em volume enquanto o cobre mantém-se como mercadoria de maior preço.

Na segunda-feira, 09 de janeiro de 2012, Alcoa promoveu um debate público para discutir 2011 e projetar o ano atual. Através das maravilhas tecnológicas, nós pudemos tomar parte nessa reunião. O que ocorreu com a Alcoa em 2011 e o que ela projeta para esse ano deveria ser similar às indústrias de alumínio em geral. Em 2011, a Alcoa acumulou uma perda de US$193 milhões. Essa perda foi atribuída aos baixos preços do alumínio, fraqueza prolongada do mercado e encargos associados com alto custo de capacidade de produção do produto final. Eles decidiram reduzir sua capacidade de fundição para 531.000 toneladas (12%), o que é o oposto de sua decisão de aumentar a fundição, apenas um ano atrás.

Klaus Keinfield, CEO e Executivo Principal da Alcoa, indicou que a indústria de alumínio finalizou 2011 com um pequeno estoque excedente. Isso, sem dúvida, contribuiu para a pressão no preço vivenciada pela Alcoa e por outros produtores de alumínio.

Nessa coluna, um ano atrás, nós comentamos sobre “O Fator China”, que parece ter afetado o fornecimento global e a pressão nos preços. Kleinfield acredita que a China vai retirar alguns desses fornecedores porque são pouco lucrativos devido aos altos custos dos insumos. Ao assumir que isso acontece e reduzir para 12% a capacidade de fundição da Alcoa, Kleinfield está projetando um déficit de 600.000 toneladas de alumínio em 2012. Eu estou certo em esperar que isso resulte em um aumento de preço do material, que poderia ajudar as previsões de lucratividade da Alcoa em 2012.

Parte do déficit de fornecimento previsto para 2012 é aguardado devido ao crescimento da demanda global projetada para 7%, que é um pouco abaixo do crescimento de 10% ocorrido em 2011. Em 2012, esse crescimento é projetado para ser atingido com 10-11% na indústria aeroespacial, 5-10% na indústria automotiva norte-americana e 3-6% na indústria automotiva mundial com 5-7% em caminhões pesados e carretas na América do Norte.

Kleinfield mencionou que a simples substituição das rodas de aço nos caminhões por rodas de alumínio vai resultar numa economia de 3-5% de combustível. O uso de alumínio em carros aumentou de menos de 45 kg em 1980 para quase 136 kg (na média) atualmente. Um crescimento futuro é previsto para as folhas de alumínio e produtos extrudados para aplicações na estrutura do carro, particularmente portas e capôs.

10 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

A substituição do aço pelo alumínio nos automóveis tem sido lenta devido ao custo mais alto do alumínio, resistência à mudança e custos associados ao ferramental. O alumínio é, em media, 2040% mais leve que o aço e pode ser produzido com igual resistência à colisão com um ganho nas despesas de 300% quando comparado com a produção em aço. Os padrões da CAFE (Economia Média de Combustível dos EUA) impostos pelo DOT (Departamento de Transporte dos EUA) e pela EPA (Agência de Proteção ao Meio Ambiente dos EUA) estão pressionando os fabricantes a reduzir o peso dos veículos. Os requisitos de redução de combustível previstos para 2016 vão solicitar uma melhoria na eficiência de combustível de 7-20%. Acredita-se que a mudança do material da estrutura do veículo, inicialmente produzida em aço, passando para alumínio vai criar um ganho de 10% na eficiência de combustível, o que torna isso algo bastante atrativo. Uma mudança dessa natureza vai custar algo entre US$500-US$1500, mas isso poderia economizar até US$4000 no custo do combustível, dependendo do preço da gasolina. Por essa razão, espera-se que os fabricantes levem esse ganho aos compradores de veículos.

A força direcionada para substituir o alumínio pelo cobre foi aumentada nos últimos anos. A proporção de preço cobre/alumínio foi aumentada de 2 para uma nova alta de quase 4, o que encoraja a substituição para certas aplicações. Em uma base per libra, o alumínio é realmente mais condutivo que o cobre, pois tem cerca de um terço do peso. A substituição do alumínio requer um aumento de diâmetro em comparação com o cobre, assim, as aplicações com limitações de tamanho, tais como na indústria eletrônica fina, vão continuar utilizando o cobre. A Alcoa acredita que o alumínio pode substituir 20% do cobre utilizado anualmente, mas esse obviamente é um mercado bem menor que o mercado do aço. Os especialistas da indústria acreditam que a substituição mais próxima da realidade vai ser em torno de 10%, o que representa cerca de 1,5 milhão de toneladas por ano.

Somando-se as questões de preço aos problemas de fornecimento, uma outra preocupação da indústria do alumínio é a taxação do carbono. A edição de dezembro da Aluminium International Today publicou uma notícia que informava “Novo preço previsto do carbono da Austrália vai causar uma retração na indústria de alumínio para energia do país, já pressionada pelos produtos chineses mais baratos, disse o Conselho Australiano de Alumínio.”

Eu não poderia ter informado melhor. Qual vai ser o efeito nos produtores de alumínio dos Estados Unidos se isso tornar-se nacional? IH

Reed Miller EUA

N A T OVA ÊM TE PE CN RA OL DO OG S IA AÇ PA O RA IN OX

Editorial Reed Miller, Editor Associado | +1 412-306-4360 | reed@industrialheating.com

Equipamentos para o tratamento térmico

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 11

Editorial Udo Fiorini, Editor | 19 9205-5789 | udo@revistaIH.com.br

Tecnologia

A

nos atrás tive a oportunidade de trabalhar na Alemanha, por um período superior a um ano, na matriz de uma fábrica de equipamentos. A empresa era de porte médio e possuía mais duas filiais espalhadas em pontos estratégicos ao redor do mundo. Não é necessário citar nome nem o setor de atuação, mas ela competia de igual para igual com outras fabricantes mundiais, na maioria de porte muito maior.

Passei a comparar esta experiência com outras similares em que trabalhei posteriormente no Brasil, inclusive como sócio. Detalhes menores à parte, a maior diferença que constatei foi o fato daquela empresa na Alemanha ter instalado um bem equipado setor de pesquisa e desenvolvimento. Ocupando prédio próprio que se destacava dos demais, com a administração diretamente subordinada ao presidente da empresa, o setor tinha à disposição aproximadamente 15 máquinas de alto custo, a maior parte produzida pela própria empresa e unicamente destinadas à P&D. Recentemente, em uma feira internacional conheci o presidente de uma empresa da China fabricante de fornos de grande porte, que me permito citar. Trata-se do Sr. Ma Yianguo, da empresa Danyang Jiangnan Industrial Furnaces Co, site www.jngyl.com. Enquanto apresentava sua empresa, ele destacava a importância do seu centro de pesquisa e desenvolvimento, que dispunha de um elogiável corpo de engenheiros à disposição. Eu não podia deixar de recordar de minha experiência na Alemanha muitos anos atrás.

Por que conto esta história? Tenho recebido informes sobre empresas fabricantes de equipamentos térmicos de destaque no mercado mundial que estão se associando ou comprando empresas menores na Ásia. Logicamente de olho no extraordinário mercado que acompanha a

aquisição da nova planta. Mas o que chama a atenção é que as empresas adquiridas não são somente fabricantes por contratos de tecnologia, mas também possuem seus próprios e valorizados setores de P&D. No Brasil? O PINTEC, Pesquisa de Inovação Tecnológica levada a cabo pelo IBGE, que tem por objetivo a obtenção de indicadores das atividades de inovação das empresas brasileiras, não mostra um quadro muito alentador. Embora a taxa de inovação na indústria (que considera até a compra de uma nova máquina, por exemplo) tenha passado de 33,4% no PINTEC 2005 para 38,1% na última pesquisa efetuada em 2008, estudos mais detalhados dos números comprovaram que das 100,5 mil indústrias pesquisadas, apenas 4,2% têm efetivamente alguma atividade relativa à P&D. PINTEC’s anteriores foram em 2000 e 2003, o próximo deve ser divulgado apenas em 2013.

O IPDMAQ - Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico da Indústria de Máquinas e Equipamentos da ABIMAQ - Associação Brasileira da Indústria de Máquinas, está a campo com uma pesquisa mais específica para trazer números mais detalhados sobre este tema. Quero voltar oportunamente a este assunto com dados concretos e não somente com minha impressão pessoal, que não é positiva.

No item “Meio Ambiente e Segurança” apresentamos nesta edição o início da trilogia escrita a três mãos “Segurança em Fornos Industriais de Atmosfera Controlada”. Como bem informa constantemente um dos autores, João Sartori, do alto de sua vasta experiência, fornos industriais em geral precisam ter manutenção e cuidados adequados para operarem em segurança.

Tenha uma boa leitura. IH

Udo Fiorini Brasil

eQUIPE DE EDIÇÃO BRASILEIRA

EDIÇÃO E PRODUÇÃO NOS EUA

S+F Editora (19) 3288-0437 ISSN 2178-0110 Rua José Martins, 1549 - Sobreloja - Campinas/SP www.sfeditora.com.br www.revistaIH.com.br

Reed Miller Associate Publisher/Editor–M.S. Met. Eng., reed@industrialheating.com • +1 412-306-4360 Bill Mayer - Editor Associado, bill@industrialheating.com • +1 412-306-4350 Dan Herring - Editor Técnico Beth McClelland - Gerente de Produção, beth@industrialheating.com • +1 412-306-4354 Brent Miller - Diretor de Arte, brent@industrialheating.com • +1 412-306-4356

Udo Fiorini - Editor udo@revistaIH.com.br • (19) 9205-5789 Sunniva Simmelink - Diretora Comercial sunniva@revistaIH.com.br • (19) 9229-2137 Leonardo Fiorini - Redação redacao@revistaIH.com.br

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

DIRETORES CORPORATIVOS

12 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

A opinião expressada em artigos técnicos ou pelos entrevistados são de responsabilidade dos autores e não refletem necessariamente a opinião dos editores.

REPRESENTANTE DE PUBLICIDADE NOS EUA Kathy Pisano - Diretora de Publicidade kathy@industrialheating.com +1 412-306-4357 - Fax: +1 412-531-3375

Doug Glenn - Diretor de Núcleo +1 412-306-4351 • doug@industrialheating.com

Produção: Vincent M. Miconi Finanças: Lisa L. Paulus Criação: Michael T. Powell Guias: Nikki Smith Recursos Humanos: Marlene Witthoft Conferências e Eventos: Scott Wolters Pesquisa: Beth A. Surowiec

Edição: John R. Schrei Estratégia Corporativa: Rita M. Foumia Tecnologia da Informação: Scott Krywko

BNP Media Helps People Succeed in Business with Superior Information

Editorial Udo Fiorini, Editor | 19 9205-5789 | udo@revistaIH.com.br

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 13

Eventos

Junho

Outubro

17-20 VI Conferência Brasileira sobre Temas de

Tratamento Térmico - TTT

02-05 Mercopar - Centro de Feiras e Eventos Festa da Uva, Caxias do Sul, RS - www.mercopar.com.br

Hotel Tauá, Atibaia, SP

www.metallum.com.br/ttt2012

10-12 Härterei Kolloquium - Wiesbaden - Alemanha

Julho

www.awt-online.org/HK-2012

30-03/agosto 67º Congresso ABM Hotel Royal Tulip, Rio de Janeiro, RJ www.abmbrasil.com.br/congresso/2012

19 1ª Conferência Nacional em Tratamentos Térmicos

de Soldadura - Faculdade de Engenharia da Universidade de Coimbra - Portugal

Agosto

www.traterme.com

06-10 Febramec - Parque de Exposições Festa da Uva, Caxias do Sul, RS - www.febramec.com.br

22-24 Senafor - Hotel Plaza São Rafael, Porto Alegre, RS www.senafor.com.br

08-10 Moldes - Sede da ABM, São Paulo, SP www.abmbrasil.com.br/seminarios/

Novembro 06-09 Mec Minas - Expominas, Belo Horizonte, MG

20-24 Euromold Brasil - Expoville, Joinville, SC www.euromold-brasil.de

www.mecminas2012.com.br

Setembro

07-09 Rio Mech - Riocentro - Av. Salvador Allende, 6555 - Barra da

18-21 Metalurgia - Expoville, Joinville, SC www.metalurgia.com.br

Tijuca - Rio de Janeiro - RJ - Brasil www.riomech.com.br

8 a 10 de agosto de 2012 - São Paulo - SP Um fórum de discussões sobre as tendências e os desafios do mercado para tornar a cadeia produtiva da ferramentaria nacional mais competitiva. De 8 a 10 de agosto de 2012, especialistas da área vão se reunir na sede da ABM para trocar conhecimentos e experiências e se prepararem para as oportunidades que se abrem para o setor.

Temas l

Gestão

l

Manufatura

l

Mercado

l

Projeto

Público-alvo

Ferramenteiros, projetistas, profissionais da área de tratamento térmico, fabricantes e compradores de aços especiais, moldes, matrizes, estampos, e outros setores correlacionados.

Informações

Tel.: (11) 5534-4333 - Fax: (11) 5534-4330 • Cristina Okuma - r 167 - cristina.okuma@abmbrasil.com.br

www.abmbrasil.com.br/seminarios/moldes/2012 an_moldes2012.indd 1 14 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

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Promoção e Realização

@moldesabm

06/03/2012 14:01:55

Eventos

How The Steel Market Works Training Rio de Janeiro, 29 & 30 August

What is HTSMW Training?

How The Steel Market Works training is a specially designed two-day course that teaches the fundamental & sophisticated elements of the steel market. From raw materials, to steel production, to steel markets, to steel buying to hedging and price risk management. Platts/Steel Business Briefing has developed this course to help you understand how the whole market works.

Who should attend HTSMW Training?

Anyone who wants a full understanding of how raw materials are turned into steel, what kind of steels are made, where steel goes and how it is used, bought and sold.

Anyone who wants to learn what impacts the raw material costs, the cost of making steel and what steel buyers need to know to be a good customer. If you buy, sell, distribute, finance or transport steel, scrap or raw materials…you should attend this course.

Why attend HTSMW Training?

What you will take away from this two-day course is a understanding of the raw materials used to make steel, the economics of raw materials and steelmaking, how steel markets operate, supply and demand dynamics, what drives prices, how steel buyers think and operate and how to manage price fluctuations.

Training Schedule/Agenda:

Wednesday 29, August  7:30 Registration  8:00 Welcome & Opening Remarks  8:30 Raw Materials for Steelmaking  10:00 Refreshment Break  10:30 Steel Fundamentals  12:00 Luncheon  13:00 Steel Production Process  14:30 Refreshment Break  15:00 Economics of Raw Materials & Steelmaking  17:30 Group Dinner & Networking Thursday 30, August  8:00 End Use Markets  9:30 Refreshment Break  10:00 Macro view of world steel markets  11:30 Luncheon  12:30 Steel Buyer’s Perspective  14:00 Refreshment Break  14:30 Price Risk Management  16:00 Questions, Comments & Closing

How Much is Training?

Register by July 28 and SAVE R$600  R$4,365 for the first delegate  R$3,928.50 for each additional delegate Register after July 28  R$4,965 for the first delegate  R$4,468.50 for each additional delegate Venue: Windsor Barra Hotel & Congressos in Barra da Tijuca, Rio de Janeiro. +55 21 2195 5000 (Training fee does not include hotel accommodations.)

*Presentations in Portuguese with Spanish & English translation

To register for the How The Steel Market Works Training course, contact our Sao Paulo office.

Susana Arcanjo, susana_arcanjo@platts.com, +55 11 3371 5756 Platts/Steel Business Briefing a McGraw-Hill company – www.sbb.com

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 15

Produtos

Forno a Vácuo e/ou Atmosfera Controlada (Série Inox Vácuo)

Tubos de Aço Especiais

EDG Equipamentos O equipamento pode trabalhar como: mufla simples, sob vácuo, com atmosfera controlada (injeção de qualquer gás nobre) ou sob vácuo com atmosfera controlada. Equipado com controlador microprocessado, modelo EDGCON – 10P que possibilita até 10 ciclos completos (10 rampas, 10 patamares, 10 resfriamentos) independentes e programáveis. Dimensões internas úteis: 150 largura x 100 altura x 200mm de profundidade / 3 litros e vácuo máximo: 20 Torr – 20mmHG de ar residual. www.edg.com.br

Fatubos Os tubos de aço especiais da Fatubos são produzidos com ou sem costura.

Podem ser redondos, quadrados ou retangulares. Os tubos são fabricados com diâmetro externo de 1,00mm até 25,00mm, e espessura de parede que pode variar de 0,15mm até 1,00mm. Já os perfis especiais podem ser fabricados nas ligas AISI 304, AISI 304L, AISI 316, AISI 316L, AISI 321, AISI 347, ou em outras ligas mediante consulta. www.fatubos.com.br

Conexões Aço Inox

Medidor de Ponto de Orvalho

Embraflex Fabrica e fornece conexões, tubos e peças em aço inox, mangueiras compostas industriais, engates rápidos e componentes. Atende diversos segmentos como usinas de açúcar e álcool, papel e celulose, indústrias químicas, alimentícias, petroquímicas, montagens e manutenções, entre outros. www.embraflexconexoes.com.br

Engezer O MDM 300 IS é um medidor Dew Point portátil, que oferece medições de ponto de orvalho ou conteúdo de umidade em diversas aplicações, como metalúrgicas, em ar comprimido, gás natural e alta tensão. Resistente, à prova de explosão e ergonômico, tem uma interface fácil de usar, mesmo em ambientes industriais difíceis. www.engezer.com.br

A Archem vem crescendo no segmento de tratamento térmico, com produtos de alta tecnologia, pós venda e consultoria de materiais.

A Linha Artemp é constituída de óleos convencionais, rápidos, super rápido e martêmpera, e também fluídos a base água “polímeros”.

Para garantir o melhor resultado final do seu produto, as análises e monitoramento são efetuadas em laboratório próprio e acompanhadas por profissionais altamente qualificados.

Fone: 19 3543.5000 | Araras SP | www.archem.com.br

16 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

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Produtos

Analisador de Gás de Combustão

Juntas de Expansão Servflex

Instrutemp O analisador portátil IT 940 é ideal para medições e análise de gases de combustão em caldeiras e queimadores industriais. Faz a medição de O2, CO, CO2, NO, SO2, temperatura, eficiência da combustão, excesso e perda de ar e cálculo de NOx. Características: amplo display (mostra até 8 parâmetros); dupla bomba de sucção; sonda revestida em teflon; memoriza até 150 resultados para transferência para PC; bateria de longa duração e sensores de fácil reposição. www.instrutemp.com.br

LGT Servflex As juntas de expansão podem ser metálicas ou de borracha e são ideais na absorção de vibrações, dilatação e desalinhamento em tubulações. São fabricadas em vários formatos e dimensões: redonda, quadrada, retangular, sanfonada e tubular. São desenvolvidas à base de tecido de cerâmica, fibra de vidro, tecido de sílica, tecido de aramida etc, e atendem às mais diversas condições de serviço nas indústrias de processo e transformação. www.juntaslgt.com.br

Linhas Contínuas de Tratamento Térmico Cabos Cofialt Cofibam Indústria e Comércio de Fios e Cabos Cabos isolados com borracha de silicone resistente a 200ºC para ligações de equipamentos elétricos. Produzidos em quatro modelos diferentes: Cofialt® UL 1,1kV 200ºC com ou sem cobertura de trança têxtil para reforço, Cofialt® UL 4,2kV 200ºC com ou sem cobertura de trança têxtil para reforço, Cofialt® UL 7,2kV 200ºC com ou sem cobertura de trança têxtil para reforço e Cofialt® UL 15kV 200ºC com ou sem cobertura de trança têxtil para reforço. Aplicação em ligações internas de motores, conversores transformadores e painéis. www.cofibam.com.br

Metaltrend Linhas contínuas para recozimento, normalização, têmpera, revenimento, cementação, carbonitretação, austêmpera, com atmosfera controlada, resfriamento em óleo, polímeros ou sal.

Acionamento por esteiras de arame ou fundidas, produção de 50 a 2000 kg/h. Máquinas de lavagem e desfosfatização, geradores de atmosfera.

Controle e automação compatível com certificação CQI-9. www.metaltrend.com.br

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Produtos

Tela Touch Simatic Comfort Panel

Esteiras Transportadoras

Refrisat O que era preto e branco ficou colorido. Os equipamentos de resfriamento produzidos pela Refrisat agora são fornecidos com Tela Touch, que possui até 16 milhões de cores. Apresenta 4,3 polegadas (widescreen TFT) com a resolução de 480 x 278 DPI, em conexão PROFINET, possui 4 MB de memória, 2 portas de entrada USB, com expansão de memória flash opcional de 4 MB e IHM integrada ao sistema operacional Windows CE. www.refrisat.com.br

Produtiva Esteiras Transportadoras Esteiras transportadoras metálicas, adequadas para diversas finalidades e aplicações, fornecidas em diferentes tipos de materiais (aço inox, ferro galvanizado e outras ligas metálicas). Podem ser utilizadas nos setores de alimentos, vidros, tratamento térmico, metal mecânica, indústria eletrônica, entre outros.

Principais aplicações: sinterização, brasagem, têmpera, congelamento, resfriamento, cozimento, secagem, transporte em geral, tração direta ou com corrente. www.produtivaesteiras.com.br

Termovisor Testo A câmara termográfica Testo 881 tem características exclusivas como: assistente de imagem panorama, SuperResolution, reconhecimento de local. O T-881 é um dos mais flexíveis, podendo ser oferecido em kit ou avulso. Algumas características: detector 160 x 120 pixels - com SuperResolution 320 x 240; sensibilidade térmica (NETD) < 50 mK; faixa de temperatura -20 a +350; lente padrão 32° x 23°; câmera digital integrada; marcador laser; modo solar - compensação da luz solar em campo aberto; reconhecimento de ponto quente / frio; opcional com filtro para 550°C. www.testo.com.br

Fornos de espera

Conexões Tubulares

Balinit

Unival As conexões tubulares fabricadas pela Unival podem ter formatos de curva, tee, redução, cap (tampão) e stub end (longo), sendo produzidas em aço carbono, aço inox 304/ L, aço inox 316/ L e aços ligados. Fornecidas em dimensões de 1/2 até 120 polegadas. www.unival.com.br

Oerlikon Balzers Os revestimentos duros BALINIT® da Oerlikon Balzers têm apenas alguns milésimos de milímetro de espessura, são mais duros que o aço e quimicamente inertes. Protegem as áreas funcionais do desgaste abrasivo, aumentando a vida útil das ferramentas de conformação e estamparia, reduzindo os custos de produção devido ao menor desgaste das ferramentas. www.oerlikon.com/balzers/br

Sauder Equipamentos Industriais Os fornos de espera para alumínio mais vendidos na Europa agora são fabricados no Brasil. A Sauder traz o forno de espera e fusão de alumínio para injetoras que mais otimiza o consumo de combustível e operação como também o rendimento metálico. Simples e de baixo custo, sem consumo de cadinhos ou resistências, opera por até 5 anos sem custos de manutenção. Disponíveis nas capacidades de 600, 1000 e 2000 kg. www.sauder.com.br

Flame Monitor Vorah O Flame Monitor faz parte da série de controladores para segurança de chama Fireye. Um sistema completo que executa e monitora a sequência de intertravamento e ignição de queimadores – ações necessárias durante a operação segura de fornos, caldeiras, secadores e outros que utilizem combustão. Desenvolvido para queimadores com modulação e acendimento da chama principal via piloto. Atende aplicações com combustão de óleo e/ou gás, biocombustível, biomassa, carvão e álcool. www.fireye.vorah.com.br

18 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Resistências Elétricas Casa das Resistências Fornecimento de todos os tipos de resistências elétricas, confeccionadas dentro do mais alto conceito tecnológico. Soluções em tratamento térmico e fundições, resistências com garantia de até 12 meses e temperatura de trabalho até 1200ºC. Fabricação conforme desenho. Possibilidade de substituição com o forno trabalhando. Fábrica própria da cerâmica resistente ao choque térmico. www.casadasresistencias.com.br

Produtos

Izone SMS-Elotherm A tecnologia de aquecimento interativo, iZone SMS-Elotherm foi desenvolvida para o controle por zona de aquecimento indutivo e utiliza o sistema CLP padrão – Siemens S7. Consiste em um sistema inteligente pré-programado baseado em um banco de dados que calcula os parâmetros para o processo de aquecimento determinado o processo, seus parâmetros são transferidos diretamente para o equipamento através de conexão “on line”. Pode ser integrado em diferentes tipos de equipamento para aplicações como o aquecimento de barras, aquecimentos de tarugos, tubos ou linhas de têmpera e revenimento. www.sms-elotherm.com

Fornos e Estufas Industriais Resistências e Bancos de Aquecimento

Esteiras e Telas de Arame

Peças em Aço Inox para Altas Temperaturas

Aquecimento Indutivo para Forjamento Total Eurothermo Empresa do ramo de Equipamentos de Aquecimento Indutivo está lançando no mercado de Forjaria os equipamentos de aquecimento por indução.

Produz equipamentos para aquecimento total ou parcial, dentro das potências de 4KW a 800KW. Fabrica máquinas para têmpera superficial localizada, solda longitudinal para tubos de aço, brasagem, sinterização e fusão de materiais. www.eurothermo.ind.br

Reformas, Manutenções e Painéis Elétricos

Queimadores e Sistemas de Combustão

Jatos de Granalha

Motores Servo Controle Armaturen Systeme Os motores Servo Controle são dinâmicos, versáteis e com grande resistência mecânica e elétrica. Sua concepção permite adaptar comandos elétricos para regulagem automática de válvulas, queimadores e outros equipamentos. Os Motores Servo Controle foram desenvolvidos para atender às mais diversas funções de controle, tais como: automação de queimadores, válvulas para comando de água, vapor óleo e ar condicionado. armaturensysteme@terra.com.br

Transformadores de Ignição Inmar A Inmar Caldeiras Industriais e Marítimas é representante dos produtos Danfoss Heating para o Brasil, comercializando transformadores de ignição, bombas de óleo, bicos atomizadores Danfoss e Hago, programadores de chama e fotocélulas. Componentes fabricados em altos padrões de qualidade, que agora estão à disposição do mercado brasileiro. www.inmar.com.br

Tel: 11 3209-0306 - vendas@firstfornos.com.br

www.firstfornos.com.br

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 19

Indicadores Econômicos

Confira resultado da pesquisa de opinião feita com os nossos leitores quanto à tendência (de crescimento ou de diminuição) dos números do mercado de tecnologias térmicas.

Foram feitas as seguintes perguntas aos cadastrados em nosso banco de dados: 1) O número de consultas de clientes mudou de Janeiro para Março de 2012? Defina um ponto na escala de -10 a +10.

2) O número de pedidos de clientes mudou de Janeiro para Março de 2012? Defina um ponto na escala de -10 a +10.

3) Como mudou a sua carteira de pedidos de Janeiro para Março de 2012? Defina um ponto na escala de -10 a +10.

4) Olhando o futuro próximo, na sua opinião, como deve se comportar o mercado da indústria de tecnologias térmicas nos próximos 30 dias? Defina um ponto na escala de -10 a +10.

20 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Número de Consultas 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 -1,0 -2,0 -3,0 -4,0 -5,0 -6,0 -7,0

1,8

1,2

Número de Pedidos

2,0

-0,8

jun/ 11

jul a set/ 11 out a dez/ 11 jan a mar/12

7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 -1,0 -2,0 -3,0 -4,0 -5,0 -6,0 -7,0

1,4

0,1 -1,1

jun/ 11

Carteira 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 -1,0 -2,0 -3,0 -4,0 -5,0 -6,0 -7,0

1,2

jul a set/ 11 out a dez/ 11 jan a mar/12

Futuro

0,8

0,3

-0,1

jun/ 11

1,1

jul a set/ 11 out a dez/ 11 jan a mar/12

7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 -1,0 -2,0 -3,0 -4,0 -5,0 -6,0 -7,0

1,7 0,0

jun/ 11

1,2

1,2

jul a set/ 11 out a dez/ 11 jan a mar/12

Novidades

Fornos Jung fecha parceria com Seco Warwick Empresas participaram com estande único na Feira da Mecânica A empresa fabricante de fornos industriais Fornos Jung, com sede em Blumenau, Santa Catarina, anunciou que fechou um contrato de parceria com a empresa Seco Warwick, Fachada do stand conjunto Fornos Jung - Seco Warwick na sediada na Polonia. Feira da Mecânica 2012 Jung a empresa informa apenas que a Jonas Luchtemberg, diretor da Jung, parceria engloba toda a linha de fabrie Thomas Kreuzaler, vice-presidente cação da Seco Warwick, ou seja, fornos da Seco Warwick, compartilharam para tratamento térmico tipo carro, estande conjunto na última Feira da contínuos, estufas, fornos a vácuo e Mecânica, realizada em São Paulo sistemas integrados para reciclagem e entre os dias 22 e 26 de Maio, mas fundição de alumínio. IH não informaram maiores detalhes da www.jung.com.br parceria, que deverá ser comunicawww.secowarwick.com da proximamente. No site da Fornos

Nova unidade da Isoflama em SC Empresa adquiriu terreno em Joinville A empresa de prestação de serviços de tratamento térmico Isoflama, com sede na cidade de Indaiatuba, município situado próximo à cidade de Campinas, no interior do estado de São Paulo, pretende abrir uma planta de tratamento térmico na cidade de Joinville, no estado de Santa Catarina. Recentemente, foi adquirida uma área de 5.500 m2 situada na Avenida

Hans Dieter Schmidt, localizada próxima à rodovia BR-101. As obras estão previstas para começarem no mês de Agosto próximo. A empresa, que oferece serviços de têmpera e revenimento a vácuo e também serviços de nitretação iônica, prevê o início de operações da nova planta em Janeiro de 2013. IH www.isoflama.com.br

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Novo tratamento térmico TraTTermico anuncia início de operação A TraTTermico, empresa especializada em Tratamento Térmico com sede na cidade de Cajamar, estado de São Paulo, anuncia o início da prestação de serviços de tratamentos térmicos, entre eles: têmpera, revenimento, carbonitretação, cementação, normalização, recozimento, alívio de tensões e subzero.

A empresa possui flexibilidade para desenvolvimento de lotes pilotos e

pequenos lotes produtivos. Além disso, oferece serviços para terceiros de análises de atmosferas de fornos, medição do potencial de carbono, controle e aferição de atmosfera, fornecimento de lâmina “chapinha” padronizada para teste do potencial de carbono “Shim Stock Method”, treinamento e execução. IH www.trattermico.com.br Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 21

Novidades

Siemens adquire fábrica de fornos nos EUA Empresa FCE LLC será incorporada à estrutura Siemens A empresa Siemens Industry Inc., dos EUA, anunciou a aquisição total dos ativos da fabricante de fornos industriais FCE LLC, sediada em Huntingdon Valley, Pensilvânia, nos EUA. A FCE será incorporada à unidade de negócios Metals Technologies (MT) da Siemens Industry Sector, continuando a operar a partir de sua base na Pensilvânia, devendo se tornar um centro global de competência para fornos. Fundada em 2003, a FCE é especializada no fornecimento de fornos de tratamento térmico para processamento de tiras metálicas, incluindo linhas de recozimento e galvanização. Também fornece, entre outros equipamentos, fornos de têmpera e revenimento para tubos API.

22 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

A Siemens Industry Sector é um fornecedor de serviços e equipamentos à indústria, contando com um quadro de mais de 100.000 empregados mundialmente distribuídos entre as unidades de negócio Industry Automation, Drive Technologies, Customer Service Divisions e a Metals Technologies.

A Metals Technologies, por sua vez, tem sua sede em Linz, na Áustria, e é focada no fornecimento de tecnologia, modernizações, produtos e serviços à indústria metalúrgica, incluindo automação e soluções ambientais para as plantas industriais. IH www.siemens.com

Tenaris investe na Colombia Inauguração da planta está prevista para 2014

A Tenaris informou que vai investir U$ 200 milhões em seu centro produtivo TenarisTuboCaribe, situado em Cartagena das Índias, na Colômbia, na construção de uma unidade de tratamento térmico e na incorporação de linhas de ultrassom para inspeção e acabamento. A unidade tem sua inauguração prevista para 2014. A tecnologia deve atender ao padrão de proteção ao meio ambiente estabelecido pela companhia. O investimento faz parte de um pacote destinado à usina, que tem uma capacidade anual de 160.000 toneladas de tubos de aço, desde que foi adquirida pela Tenaris, em 2006. IH www.tenaris.com

Novidades

Enfil lança sistema de tratamento Nova linha Inductotherm de gases de combustão Empresa busca expansão na América do Sul A Enfil S/A Controle Ambiental vai participar pela primeira vez do Encuentro Energético ELECGAS 2012 em CasaPiedra, em Santiago, no Chile, como parte da sua busca por oportunidades de expansão no mercado sul-americano. A principal tecnologia a ser apresentada no evento a empresários chilenos são os sistemas de Dessulfurização de Gases de Combustão – FGD, processo necessário para evitar a chuva ácida, com aplicação em sistemas que utilizam combustíveis fósseis. Também serão apresentadas tecnologias destinadas ao tratamento de água e efluentes líquidos, ao controle da poluição atmosférica e para recuperação de áreas contaminadas.

“A participação no ELECGAS é parte do

nosso esforço de expansão na América Latina, onde já instalamos equipamentos de tratamento de gases em siderúrgicas e metalúrgicas no Peru, Chile e Argentina. Vemos boas oportunidades na área energética no Chile e em outros países da região onde o uso de combustíveis fósseis é proporcionalmente maior do que no Brasil”, comenta Franco Tarabini Jr. sócio-diretor da Enfil. No Brasil a empresa já instalou equipamentos de dessulfurização em usinas térmicas da MPX em Itaqui e Pecém. Já no tratamento de água e efluentes, a Enfil tem tradição na implantação de sistemas com processos físico-químicos e biológicos. IH www.enfil.com.br

Sistema efetua têmpera e alívio de tensões em tubos

A Inductotherm Group Brasil acaba de desenvolver um sistema de tratamento térmico de tubos (têmpera e alívio de tensões), composto por uma linha totalmente automatizada, tipo centerless dupla, integrando: sistema de ducha, magazines de carga e descarga; sistema de pirometria; sistema de exaustão de nevoas; conversores transistorizados e comando CLP com supervisório de processo/operação. IH www.inductothermgroup.com.br

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 23

Novidades

Aker Solutions contrata Perfil Térmico para reforma de forno

Jamo Equipamentos lança novo forno de têmpera por indução

Equipamento reformado deve entrar em operação em Julho 2012

Equipamento realiza tratamento térmico superficial

A Perfil Térmico foi contratada pela AKER Solutions para reformar um forno de tratamento térmico. A Perfil Térmico atua no desenvolvimento de soluções completas em aquecimento e isolamento industrial, com sucursais em Curitiba e Joinville, e contando com o auxílio de representantes em diversos estados brasileiros. A AKER é uma empresa multinacional com sede na Noruega e com unidades no Brasil, atuando no ramo de engenharia para projetos ligados ao setor de petróleo e gás. Dentre os objetivos a serem atingidos na reforma, destacam-se: sistema de controle totalmente automatizado, completo atendimento à norma API-16-A, maior confiabilidade e eficiência energética. O forno reformado deve entrar em operação em julho/2012. IH www.perfiltermico.com.br

A Jamo Equipamentos, empresa com sede em Jaraguá do Sul, estado de Santa Catarina, apresenta a oferta do novo equipamento de têmpera superficial por indução. O forno, que possui potências entre 50 e 200kW, pode realizar tratamento térmico superficial para eixos com diâmetros até 4" e engrenagens com até 6". Possui controle numérico, que possibilita diversas alternativas de parâmetros do equipamento, bem como rastreabilidade de processo. A movimentação do indutor é realizada com fuso servo acionado. IH www.jamo.ind.br

Líder mundial em tecnologia de banhos de sais

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

DURFERRIT DO BRASIL QUÍMICA LTDA Av. Fábio Eduardo Ramos Esquivel, 2.349 - Centro - Diadema - SP Tel.: (11) 4070 7236 / 7232 / 7226 - Fax: (11) 4071 1813 www.durferrit.com.br 24 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Novidades

Minicidade Vila do Aço será apresentada na ExpoAço 2012 Visitantes conhecerão aplicações do aço no cotidiano

A Vila do Aço, promovida pelo Instituto Aço Brasil em paralelo ao 23º Congresso Brasileiro do Aço & ExpoAço 2012, em sua terceira edição apresentará de 26 a 28 de Junho, no Transamérica Expo Center, em São Paulo, como o “aço” está presente nas aplicações do dia a dia, atendendo às aspirações humanas.

Por meio da apresentação de réplicas em tamanho real, os visitantes poderão visualizar como o aço transforma e colabora para a melhoria dos espaços urbanos e rurais. Na “Escola da Vila”, os visitantes poderão visualizar a importância estratégica do aço para a economia brasileira. Haverá exemplos de estruturas de aço e de concreto em hotéis, estações, pontes, passarelas e infraestrutura, além das aplicações do light steel framing, construção seca e leve. Até hoje, mais de 31 mil pessoas já conheceram a minicidade. A entrada na Vila do Aço é gratuita. IH www.acobrasil.org.br/congresso2012

Metaltrend nacionaliza a produção de fornos a vácuo Empresa investe em projeto atualizado

No passado, a fabricação no Brasil de fornos a vácuo, fez parte do portfólio de produtos da Brasimet e um apreciável número de equipamentos foi fornecido. A baixa demanda do mercado, ainda fortemente focado em tecnologias como o banho de sal e os altos custos da produção, levaram a substituição da produção local pela importação.

Acreditando na reversão deste cenário, a Metaltrend, como sucessora da Divisão de Equipamentos da Brasimet, decidiu investir em um criterioso projeto, incorporando os mais recentes conceitos e materiais disponíveis, colocando, assim, à disposição do mercado um produto de alto nível tecnológico e baixa manutenção a um custo competitivo. A empresa garante um competente suporte técnico local e as condições atrativas dos financiamentos do BNDES. IH www.metaltrend.com.br

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 25

Principais assuntos discutidos na reunião dos associados da CSFEI do dia 10 de Abril A reunião foi dirigida pelo presidente da CSFEI, Sr. Mateus Salzo, e realizada alguns dias após a marcha da Mobilização contra a Desindustrialização Lourival Júnior, do gabinete da Presidência da ABIMAQ, analisa Plano Brasil Maior

Continuando com a apresentação dos diferentes departamentos da ABIMAQ nas reuniões da CSFEI, foi convidado o Sr. Lourival Júnior Franklin Ferreira, Chefe do gabinete da Presidência da ABIMAQ, o qual apresentou seu departamento e, aproveitando o ensejo da Mobilização contra a Desindustrialização ocorrida dias antes, em 04 de Abril, fez uma análise do Plano Brasil Maior, lançado pelo governo federal. Lourival comentou o fato de que dias antes da marcha promovida pelas entidades patronais e pelas centrais sindicais, o governo tinha anunciado medidas para estimular a indústria nacional. Segundo ele, estas medidas, como por exemplo a desoneração da folha de pagamentos e dos juros Anuncio-FEBRAMEC-RevistaSUNNIVA(b)-impress.pdf 1 10/04/2012 14:47:38dias, mais baixos anunciados pelos bancos estatais naqueles certamente ajudarão a estimular a indústria. Lourival lembrou que

muitos dos itens anunciados ainda dependem de publicação para serem válidos. IH

Entrevistas para o projeto Imagem

O projeto Imagem tem como objetivo promover o acesso a informações sobre o mercado brasileiro de máquinas e equipamentos para os formadores de opinião e jornalistas dos países alvo de exportação, com ênfase em empresas do setor metal mecânico. O projeto Imagem é uma ação conjunta entre a ABIMAQ e a APEX, Agência Brasileira de Promoção de Exportação. IH

Calendário das próximas reuniões da CSFEI

A próxima reunião foi alterada de 12 para 19 de junho. As demais datas já definidas são: 14 de Agosto, 09 de Outubro e 11 de Dezembro, às 09 horas, na sede da Abimaq em São Paulo. IH

Informações e reservas: 51 3337.3131

Caxias do Sul

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A Feira da Indústria Metalmecânica

6 a 10 de AGOSTO 2012

www.febramec.com.br 26 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

10º Encontro da Cadeia de Ferramentas, Moldes e Matrizes - MOLDES ABM Inovação e tendências: em torno desses temas centrais ocorrerão as apresentações e debates do evento, promovido pela ABM - Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração O Moldes 2012, que acontecerá na sede da ABM, em São Paulo, nos dias 8, 9 e 10 de agosto, será a edição comemorativa dos 10 anos de realização contínua, e estará focada em um grande desafio: tornar o segmento nacional de produção de ferramentas, moldes e matrizes mais competitivo frente ao mercado globalizado. Assim, toda a programação foi dividida em módulos para a apresentação de cases e discussões nas áreas de corte/conformação, injeção/ extruxão de alumínio e injeção de plástico. Os trabalhos técnicos e a mesa-redonda trarão informações inéditas sobre tendências de mercado e inovações tecnológicas, incluindo assuntos ligados à gestão e administração de ferramentarias.

Devido ao sucesso alcançado no ano passado pela “Consultoria Aberta”, a atividade terá lugar de destaque no evento, com a presença de especialistas nas áreas de aço, usinagem, tratamento térmico e de superfície para responder aos questionamentos dos participantes.

“O novo formato visa a proporcionar maior aprofundamento técnico dos conteúdos apresentados, facilitar o acesso dos participantes a oportunidades de inovação e networking”, informa um dos coordenadores, engenheiro Carlos Humberto Sartori, gerente industrial da Itaraí Metalurgia. Supervisionado pela Divisão Técnica de Tratamento Térmico e Engenharia de Superfície da ABM, o Moldes 2012 tem em sua comissão organizadora representantes da GRV Software, Heat Tech, Sociesc, Senai Joinville, RAF Consultoria, Unimep, Astra, Okuma, Villares Metals, Revista Ferramental, Max Del, RS Engenharia, Senai Mario Amato, Schmolz + Bickenbah do Brasil, Isoflama, Udesc, Hydro Aluminium, Hirschheimer, Dormer Tools, G.G.D. Metals, SAE Brasil, Moltec, GM do Brasil, Oerlikon Balzers, Mackenzie, Abimaq/Mold-Masters Brasil, Sandvik Coromante e W. Annex. IH

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Pioneiros Flávio Colpaert

O

sobrenome não deixa margem a dúvidas: trata-se de parente de Hubertus Colpaert, autor do famoso livro Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns, impresso pela Editora Blucher Ltda, de São Paulo. Flávio Colpaert, filho mais novo de Hubertus, é engenheiro mecânico pela FAAP e mora em São Paulo. Seu irmão mais velho tem o mesmo nome do pai, é geólogo e mora no Rio de Janeiro.

Hubertus Colpaert nasceu em 1901 na cidade de São Paulo.

Era filho de Alfredo Colpaert, que veio com a família para o Brasil no final do século XIX e era casado com Martha Seidel, de origem austríaca. Hubertus tinha facilidade para línguas, falava inglês, francês e alemão e em 1921 bacharelou-se em Ciências e Letras, pelo Ginásio do Estado de São Paulo. Mas a influência da atividade do pai, que era topógrafo, foi decisiva para ele procurar o curso de Engenharia Civil, ingressando na Escola Politécnica de São Paulo em 1924.

Seu pai e avô eram belgas e trabalhavam em uma empresa de construção de pontes metálicas da Bélgica, envolvida com os projetos de construção da Ponte Pênsil de São Vicente e do Viaduto Santa Ifigênia, entre outras obras civis no Brasil. Nesta época a construção civil era a atividade em franca expansão em nosso país demandando a necessidade de criação de instituições de ensino e de pesquisa necessários para a substituição de importações. Neste sentido, em 1899, Antônio Francisco de Paula Souza, também fundador da Escola Politécnica, criou o GRM, Gabinete de Resistência dos Materiais, que tinha por objetivo pesquisar materiais e auxiliar tecnicamente a iniciante indústria da construção civil. O GRM estava localizado ao lado da Escola Politécnica, no bairro do Bom Retiro, em São Paulo.

De 1906 a 1917 o GRM foi chefiado por Hyppolito Gustavo Pujol Júnior, engenheiro arquiteto formado na primeira turma da Escola Politécnica. Introduziu a metalografia no GRM em 1907. Este laboratório se dedicaria, por exemplo, aos ensaios metalográficos do comportamento de ferros de construção em concreto armado da construção civil. Também foram ali efetuados estudos de tratamento térmico em tubos de ferro fundido da canalização de água da cidade de São Paulo, na década de 1910.

Em 1926 Hubertus Colpaert foi admitido como estagiário no GRM, e, em 1927, contratado como auxiliar de laboratório. Ary Torres, diretor do GRM neste período, sugeriu a ele se dedicar à área de metalografia, então ainda bastante incipiente.

Nesta época o Gabinete de Resistência dos Materiais também se dedicava a atender às empresas ferroviárias, com crescentes necessidades de fornecimento de soluções metalúrgicas.

28 Industrial Heating - Abr Out a Jun Dez 2012 2011

Quando se formou em Engenharia Civil em 1928, Colpaert assumiu a chefia da seção de Metalografia Microscópica do GRM, que na verdade se resumia a duas pessoas, ele e um assistente. Flávio conta que seu pai conheceu a sua mãe, Maria de Lourdes Prado, neste laboratório em que trabalhava, onde a havia contratado como datilógrafa. Eles casaram em 1936.

Em 1931, sob o comando do engenheiro Ary Torres, o Gabinete teve seu nome alterado para LEM, Laboratório de Ensaios de Materiais. Ele havia sugerido em 1926 a ampliação das atividades do GRM, dando mais ênfase às pesquisas tecnológicas. A ampliação foi aprovada pela escola e ele convidado a assumir o cargo de Diretor. Em 1934 ele transformou o LEM em IPT, Instituto de Pesquisas Tecnológicas. No final da década de 40 o IPT foi transferido para a Cidade Universitária, no bairro paulistano do Butantã, onde se encontra até hoje.

A segunda guerra mundial, entre 1939 a 1945, fez com que as importações brasileiras fossem prejudicadas e forçava o desenvolvimento de novos mercados. A inauguração da CSN, Companhia Siderúrgica Nacional, em 1941, trouxe novas perspectivas para a indústria nacional. O Brasil entrava em uma época de desenvolvimento e desafios eram colocados ao IPT. Colpaert via cada vez mais ampliado o leque de oportunidades que se abria para o seu setor de metalografia. Em 1948 foi criada a Divisão de Metalurgia, com Colpaert sendo responsável pelo setor de Ensaios de Metais.

Ao longo de seus estudos e pesquisas as anotações de Hubertus Colpaert foram se avolumando, sendo compilados pelo IPT no Boletim IPT N° 40. Revisado por Alberto de Albuquerque Arantes, estas anotações foram publicadas como livro em 1959 por Edgar Blücher em sua Editora Blucher sob o título Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns.

Atualmente na quarta edição, revista e atualizada por André Luiz V. da Costa e Silva, o livro continua sendo referência no setor.

A caminho do ônibus que o levaria a ser jurado no Fórum João Mendes, na cidade de São Paulo, Hubertus Seidel Colpaert faleceu em um acidente com trem perto do IPT. Conforme Flávio, era uma chuvosa manhã, em 16 de Janeiro de 1957. Tinha 56 anos e deixava um importante legado à metalurgia, e, com certeza, também ainda uma grande contribuição para dar a então iniciante indústria do tratamento térmico em nosso país. IH

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Distorções Dimensionais na Têmpera dos Aços

Capítulo V: Distorções Inevitáveis - O Fator Metalúrgico

N

este capítulo estudaremos a última das causas das distorções dimensionais, diretamente relacionada com a Transformação Metalúrgica que ocorre durante a têmpera do aço. No capítulo I, introdutório a este texto, vimos um exemplo comum que ocorre corriqueiramente nas nossas residências, que é o congelamento da água.

O “menisco” ilustrado na Fig. 1 representa um aumento de volume, decorrente da transformação “água líquida para água sólida”, e é causado pelo natural aumento de volume que acompanha a transformação. Interessante observar que a água constitui uma exceção na natureza, pois de modo geral, as substâncias puras reduzem o volume durante a solidificação.

Como já foi dito no Cap. I, com os aços ocorre o mesmo fenômeno, não na solidificação, mas durante a transformação de fase que acompanha o processo de têmpera. Assim, quando se deseja temperar um aço, de modo a, por exemplo, obter-se um incremento nas propriedades físicas como Limite de Resistência, obrigatoriamente haverá uma transformação de fase, e, consequentemente, uma distorção dimensional associada.

Transformação de Fase na Têmpera do Aço Podemos descrever o processo de têmpera de um aço em termos das fases final e inicial, ou seja, uma microestrutura baseada na

composição {ferrita+cementita} no início, e {martensita} no final, mas na realidade, há uma série de fases intermediárias, e em cada uma delas, há uma alteração volumétrica associada.

Essas alterações volumétricas são originadas por diferentes arranjos atômicos, características de cada tipo de fase, com propriedades físico-químico-mecânicas diferentes e ocupando volumes diferentes.

A Tabela 1 mostra a Variação Volumétrica em função do teor de C, para cada transformação de fase que pode estar presente na têmpera do aço.

Interessante notar que apenas a primeira transformação leva a uma contração volumétrica. De fato, a Austenita ocupa um volume menor que todas as demais fases.

Outro ponto importante é que as equações são válidas quando não existem outras microestruturas ou precipitados, particularmente os carbonetos. São calculadas para estruturas “puras”, ou seja, citando a transformação martensítica, a transformação leva a 100% de martensita.

A transformação Austenita => Bainita é a que se deseja, por exemplo, quando se executa o processo de Austêmpera, na qual se obtém um limite de elasticidade elevado (“efeito mola”). Molas automotivas e eixos que ficam submetidos a elevados ciclos que podem levar à fadiga são aplicações típicas deste tratamento.

Entretanto, nosso foco é a transformação martensítica, objeto da têmpera dos aços. Simulando uma condição de um aço com 0,5%C, podemos estimar a variação volumétrica total, partindo de

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4.64 – 2.21 x (%C) - contração 4.64 – 0,53 x (%C) - expansão

Austenita => Bainita Inferior

4.64 – 1.43 x (%C) - expansão

Austenita => Bainita Superior

4.64 – 2.21 x (%C) - expansão

uma microestrutura perlítica (típica) até a martensita final como segue.

O gráfico da Fig. 2 ilustra o efeito de forma prática. Exemplificando: • Barra cilíndrica ø50 x 100 mm • Aço 1045 • Temperado em água a partir de 850ºC Pressupostos: 1. A transformação é total atingindo 100% da massa; 2. A troca térmica se processa pela superfície cilíndrica não havendo troca nos “topos”, ou seja, somente o comprimento será afetado; 3. Não se considera efeito de massa, nem tampouco de forma.

Calculando a variação do comprimento L: D V/V = (V final – V inicial)/V inicial = 4,3% V inicial = (P x 502/4) x 100 = 1.96 x 105 mm3 V final = (P x 502/4) x L = 1963,5 x L [(1963,5 x L) – (1.96 x 105)]/1.96 x 105 = 4,3/100 L = 104,1 mm Ou seja, o comprimento vai aumentar 4,1 mm.

Nota-se que o exemplo pressupõe que, não havendo trocas térmicas nos “topos” da peça, não há variação no diâmetro. Na prática, em função de efeito de massa (diferenças de temperatura entre núcleo e superfície) e forma (resistência a variações nas bordas), a forma final da peça cilíndrica assume o formato de uma “barrica”, havendo, de fato, uma diminuição do comprimento e correspondente aumento no diâmetro médio (Fig. 3).

Na Fig. 3, temos a imagem de corpo de prova para monitoramento de temperatura, utilizados em tratamentos térmicos em fornos a vácuo.

O corpo de prova da esquerda ainda não foi utilizado, enquanto o da direita já passou por diversos ciclos de têmpera. Ambos eram originalmente idênticos, pois foram tirados da mesma barra.

A Fig. 4, já utilizada no Capítulo III, mostra claramente os pontos em que ocorre a transformação de fases e sua correspondente variação.

Menisco

Congela Volume de água inicial ocupando a gavetinha de gelo

Variação Volumétrica (%)

Perlita

0

Austenita

(-) 3,5 %

Martensita

(+) 4,3%

No Detalhe A temos a transformação Perlita => Austenita, com a correspondente contração e no detalhe B a transformação Martensítica com a correspondente expansão.

Evidentemente, a expansão causada pelas transformações de fase leva ao surgimento de campos de tensões, os quais, por sua vez, se manifestam na forma de distorção dimensional.

O Efeito da Taxa de Resfriamento A Fig. 5 ilustra o efeito da taxa de resfriamento, em ensaio com dilatômetro, sobre o resultado final da distorção dimensional. A Tabela 3 detalha a sequência de eventos.

A taxa de resfriamento define para um dado aço com um dado teor de C e uma dada temperabilidade, a fração volumétrica de martensita formada. Assim, quanto maior a taxa de resfriamento, maior a fração de martensita, e, portanto maior a intensidade de tensões formadas e, consequentemente, maior a distorção dimensional.

Dessa forma, para um mesmo aço, redução na taxa de resfriamento implica menores distorções dimensionais, até o limite em que esta mesma redução implica redução nas propriedades mecânicas desejadas.

O Efeito de Massa e a Diferença entre Núcleo e Superfície Na prática industrial, as diferenças de massas entre as diversas partes de um dado componente são de vital importância no que se refere às distorções dimensionais de têmpera, uma vez que elas definem a velocidade com que o componente resfria.

A Fig. 6 ilustra a secção transversal de uma “sapata” fabricada em aço SAE 1037 e temperada em água. A redução de massa introduzida na geometria leva a uma distorção dimensional em sua

+ 4,3

0 - 3,5

Martensita

Perlita => Austenita Austenita => Martensita

Microestrutura

Austenita

Variação Volumétrica em Função do Teor de C (%)

Perlita

Transformação

Tabela 2. Variação volumétrica (%) obtida após transformação na microestrutura indicada

Variação Volumétrica, %

Tabela 1. Variação volumétrica em função do teor do C do aço para as diferentes transformações de fase que podem ocorrer na têmpera [1]

Após congelamento

Fig. 1. Formação do “menisco” no cubo de gelo após congelamento.

As laterais não sofrem alteração pois estão limitadas pelas paredes da gaveta de gelo

30 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Fig. 2. Figura esquemática ilustrando a variação dimensional entre o estado inicial (Perlita) até o estado final pós têmpera (Martensita)

Distorções Dimensionais na Têmpera dos Aços

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Expansão Térmica (DL/L) µm/m.K

Temperatura, ºF 0

200

400

600

800

1000 1200 1400 1600 1800

20

10

10

5 Detalhe A

0 -10 0

0

Aquecimento até 845ºC Resfriamento de 845ºC

Detalhe B

-5

200

400

600

800

1000

Temperatura,ºC

Fig. 4. Representação de ciclo completo de aquecimento ( )/resfriamento ( ) de um aço Carbono com os detalhes A e B ilustrando as transformações de fases [1] Fig. 3. Comparação entre corpos de prova cilíndricos comprovando o efeito de “embarricamento” nesse tipo de geometria (Bodycote Brasimet)

extremidade da ordem de 0,25 mm, causando sérios transtornos na montagem do componente. Uma revisão do projeto removendo a redução de massa torna mais uniforme o resfriamento, reduzindo a distorção resultante para valores inferiores à 0.08 mm [1].

Assim, como o efeito de massa, as diferenças entre núcleo e superfície impõem distintas taxas de resfriamento ao aço, retardando ou adiantando a formação de martensita. Essa heterogeneidade no resfriamento leva ao surgimento de tensões elevadas, resultando distorções dimensionais.

Efeito dos Microconstituintes - Misturas de Fases Diferentes taxas de resfriamento num mesmo componente levam a misturas de fases, uma vez que, para um dado tipo de aço com uma dada espessura meios normais de resfriamento utilizados industrialmente não conseguem levar a formação de 100% de martensita.

A Fig. 7 ilustra esquematicamente as curvas TTT (a) sobrepostas a curvas de resfriamento contínuo de um aço DIN 22CrMo44, em três situações distintas de diâmetro (100, 30 e 10 mm) com

o mesmo processo de resfriamento. As curvas (b) à direita representam a distribuição de tensões após resfriamento, mostrando as diferenças entre superfície e núcleo.

O corpo de prova de 100 mm, a dada taxa de resfriamento, apresenta uma microestrutura constituída de mistura de perlita, bainita e carbonetos dispersos, após o resfriamento. Não há praticamente formação de martensita, exceto numa fina camada na superfície, possivelmente. Nessas condições, o perfil de tensões é dado pela curva superior direita, mostrando forte tensão compressiva na superfície e tensões trativas no núcleo.

Já no corpo de prova de 30 mm, ocorre uma transição com as tensões manifestando-se como compressivas no núcleo, passando por trativas numa faixa a aproximadamente meio-raio e retornando ao estado compressivo na superfície. Nessa situação, ocorre transformação martensítica em maior grau, chegando ao núcleo, em função da temperabilidade relativamente alta deste tipo de aço.

O corpo de provas de 10 mm é o mais crítico em termos de distorção dimensional proporcional, uma vez que sua massa é insuficiente para resistir às tensões originadas na transformação. Igualmente terá a maior proporção de martensita em sua microestrutura (praticamente 100%, pois não atravessa as curvas de transformação difusional con-

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Distorções Dimensionais na Têmpera dos Aços

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Tabela 3. Sequencia de Eventos da Fig. 5.

Temperatura

Transformação

Variação Dimensional

Ambos austeníticos uniformemente aquecidos

Ambos expandidos ~ 1,3% em relação à temperatura ambiente

Nenhuma

Contração uniforme, à razão de 0.003%/ºC

Resfriamento lento - Austenita => Perlita Resfriamento rápido - nenhuma

esfriamento lento - inicia expansão R Resfriamento rápido - continua a contração

740ºC até 700ºC

esfriamento lento - completada a transformação R Resfriamento rápido - nenhuma

Resfriamento lento - expansão de 0.05% Resfriamento rápido - continua a contração

700ºC até 220ºC

Nenhuma

Resfriamento lento - contrai até 0,25% Resfriamento rápido - contrai até -0,1%

Resfriamento lento - nenhuma Resfriamento rápido - inicia transformação martensítica

esfriamento lento - continua contração R Resfriamento rápido - inicia expansão

esfriamento lento - nenhuma R Resfriamento rápido - transformação martensítica Resfriamento lento - perlita Resfriamento rápido - martensita

esfriamento lento - continua contração R Resfriamento rápido - inicia expansão Resfriamento lento - retorno à dimensão original Resfriamento rápido - expansão de 0,3%

860ºC 860ºC até 740ºC 740ºC

220ºC 220ºC até temperatura ambiente Temperatura ambiente

forme pode ser visto na curva TTT). Interessante notar, neste caso, o surgimento de tensões trativas na superfície da peça, o que usualmente é indesejável, pois pode levar ao surgimento de trincas.

A presença de microestruturas mistas, ao menos do ponto de vista de distorções dimensionais, não é necessariamente um mal, pois ao reduzir as tensões originadas da transformação martensítica, substituindo-as por valores menores ou aliviando-as numa microestrutura menos rígida (bainita, por exemplo) há uma redução na distorção líquida resultante. Claro que a presença de microconstituintes diferentes, numa mesma região da peça, leva a variações nas propriedades físico-químico-mecânicas, havendo necessidade de criteriosa avaliação pelo projetista antes da aceitação desta condição.

Temperatura, ºF 0 1.4

200

400

600

800 1000 1200 1400 1600

1.2

Austenita

Expansão Linear, %

1.0

0.8

Transformação a alta temperatura Resfriamento lento

0.6

Resfriamento rápido

Perlita 0.4

Conclusão Como já foi dito nos capítulos anteriores, não há, do ponto de vista industrial, meios de isolar cada uma das causas de distorções dimensionais.

Em particular no caso das distorções dimensionais inevitáveis, considerando o fator térmico e o fator metalúrgico, ambas sempre comparecem sobrepostas, não sendo possível isolar uma única causa.

Entretanto, um processo de tratamento térmico que seja considerado desde o início do projeto, com os controles e adequações à geometria e propriedades desejadas pelo projetista, sempre leva a uma redução considerável das distorções dimensionais líquidas, fazendo a diferença entre um projeto viável ou não.

A Fig. 8 encerra este texto e tenta resumir de modo compreensível e didático os diferentes componentes das Distorções Dimensionais e, para cada um deles, os pontos de atenção que o projetista deverá ter.

Entenda-se o quadro como um Resumo, que, se não esgota o assunto, pode servir como um orientador para o alinhamento do projeto, de um lado as propriedades e características desejadas para o produto e, de outro, para uma melhor compreensão e redução, na medida do possível, das Distorções Dimensionais causadas pelo tratamento térmico de têmpera. IH Referências 1. Metals Handbook Vol. 4, Heat Treating 2. Yoshida, Shun, Distorções Dimensionais na Têmpera dos Aços, Caps, 1, 2, 3, e 4, Industrial Heating.

Martensita Austenita

0.2

0

MS 0

Redução de massa

100 200 300 400 500 600 700 800 900

Temperatura, ºC

Fig. 5. Resfriamento de um aço usando dois extremos de velocidade, lenta e rápida, mostrando as transformações de fases e a expansão líquida final correspondente [1]

32 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Distorção devido à redução de massa

Fig. 6. Secção transversal de sapata em aço 1037 temperado em água, com redução de massa [1]

Distorções Dimensionais na Têmpera dos Aços

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1830

800

1470

600

1100

400

750

200

390 Centro

1000

1830

800

1470

600

1100

400

750

200

390

0

0

Superfície

-6

Centro

Têmpera Cementação a vácuo Nitretação Alívio de Tensões

-3

100 mm diam

-40

Superfície

+20

+3

0

0

-20

30 mm diam

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-3

0

1000

1830

800

1470

600

1100

400 200

Tensões residuais, MPa

0

0

+3

-20

0

Centro

+20

Groupe HEF

TRATAMENTOS TÉRMICOS

Temperatura, ºF

Temperatura, ºC

Superfície

Distribuição de tensões residuais

Tensões residuais, KSI

1000

Centro

Superfície

+20

+3

0

750

0 10 mm diam

-20

-3

390

Centro Superfície

0

+ = tensões trativas - = tensões compressivas

0

Tempo, s (A)

(B)

Fig. 7. Diferenças nas velocidades de resfriamento em curva TTT sobreposta as curvas de resfriamento contínuo (A) e (B) tensões correspondentes, para o aço DIN 22CrMo44, resfriado em três corpos de prova com 3 diâmetros diferentes (10, 30 e 100 mm) [1] Distorções Dimensionais na Têmpera dos Aços Distorções Evitáveis

Distorções Inevitáveis

Internas ao TT

Externas ao TT

Fator Térmico

Fator Metalúrgico

Equipamento

Projeto

Equipamento

Temperabilidade de Aço

• Homogeneidade

• Seleção do Aço

Geometria

Ciclo Térmico

• Controle de Temperatura

• Propriedades Desejadas

Diferença de Massas

Meio de Resfriamento

• Controle do Tempo

• Geometria

Meio de Resfriamento

Fases presentes após TT

• Controle de Velocidade de Rastreamento

• Sobremetal

Seleção do Ciclo Térmico

Condicionamento Matéria Prima

Dispositivação

• “Casca” • Direção de Laminação do Bloco • Geometria Processamento • Usinagem/EDM/Retífica • Alívio de Tensão/outros TT • Solda/outros processos

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Fig. 8. Resumo geral dos fatores que afetam as distorções dimensionais na têmpera dos aços (Bodycote Brasimet)

Distorções Dimensionais na Têmpera dos Aços

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Classificação das Têmperas nas Ligas de Alumínio: O Que São e o Que Devemos Saber sobre Elas?

A

s propriedades das ligas de alumínio dependem de uma combinação de composição química e resposta ao tratamento térmico e / ou tratamentos mecânicos (trabalho a frio, por exemplo). Desta forma, é importante a existência de um sistema de classificação que identifique o estado exato ou a condição do material em qualquer ponto do seu processo de produção. As classificações das têmperas nas ligas de alumínio fazem exatamente isto, mas são muitas vezes objeto de angústia entre os tratadores térmicos. É hora de esclarecer quaisquer confusões. Vamos aprender mais.

Para entender melhor as classificações da têmpera é importante lembrar que existem duas categorias de alumínio: as ligas tratáveis termicamente e as ligas não-tratáveis termicamente. Por exemplo, nas séries 1xxx, 3xxx e 5xxx as ligas de alumínio trabalhadas mecanicamente não podem ser endurecidaspor tratamento térmico. Estas ligas não-tratáveis termicamente produzem ótimas propriedades mecânicas obtidas devido ao encruamento, isto é, por meio da aplicação de trabalho a frio.

Por outro lado, as séries 2xxx, 6xxx e 7xxx correspondem às ligas de alumínio trabalhadas mecanicamente e tratáveis termicamente, enquanto a série 4xxx consiste em ambos, são ligas tratáveis termicamente e não-tratáveis termicamente. As ligas fundidas (obs.: métodos de endurecimento por trabalho mecânico - encruamento, geralmente, não são aplicáveis às ligas fundidas) das séries 2xx.x, 3xx.x, 4xx.x e 7xx.x são tratáveis termicamente.

O sistema de classificação das têmperas é utilizado para todas as formas de alumínio e ligas de alumínio, tanto os trabalhados mecanicamente quanto os fundidos, exceção feita aos lingotes, e é simplesmente uma extensão do sistema de numeração das ligas, a qual consiste de uma série de letras e números (Fig. 1) que seguem o número de classificação da liga, sendo separados por um hífen (por exemplo, 6061-T6). Se alguma outra variação for aplicada à sequência de operações básicas na mesma liga, resultando em características diferentes, então, dígitos adicionais serão acrescidos à classificação.

Classificação Básica das Têmperas A Tabela 1 contém uma lista com as classificações de têmperas mais comuns. A Tabela 2 apresenta uma lista com algumas das subdivisões mais comuns das têmperas básicas mostradas na Tabela 1.

Variações das Têmperas A adição de um dígito após a letra O, quando utilizado, indica um produto na condição recozida e com características especiais (Ta-

34 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Letra

Primeiro Dígito

Segundo Dígito

F Como fabricada O Recozida (somente produtos trabalhados mecanicamente) H Trabalhadas mecanicamente a frio

1 Somente trabalhadas a frio 2 Trabalhadas a frio e parcialmente recozidas 3 Trabalhadas a frio e estabilizadas

1 Recozidas 2 1/4 Encruadas 4 1/2 Encruadas 6 3/4 Encruadas 8 Encruadas

1 Solubilização parcial e envelhecimento natural 2 Solubilização parcial, trabalho a frio e envelhecimento natural

9 Encruadas extra

3 Solubilização, trabalho a frio e envelhecimento natural 4 Solubilização e envelhecimento natural

T Tratadas Termicamente

5 Solubilização parcial e envelhecimento artificial 6 Solubilização e envelhecimento artificial 7 Solubilização e estabilização 8 Solubilização, trabalho a frio e envelhecimento artificial 9 Solubilização, envelhecimento artificial e trabalho a frio 10 Solubilização parcial, trabalho a frio e envelhecimento artificial

Fig. 1. Sistema padrão de classificação das têmperas

O Doutor em Tratamento Térmico Daniel H. Herring | +1 630 834-3017 | heattreatdoctor@industrialheating.com Tabela 1. Classificações básicas das têmperas [3]

Código

Significado

Descrição

F

Como fabricada

Aplica-se aos produtos obtidos por processos de conformação, nos quais nenhum controle especial é empregado sobre as condições térmicas ou de encruamento. No caso dos produtos conformados mecanicamente, não são especificados limites quanto às propriedades mecânicas.

H

Encruada

Aplica-se aos produtos conformados mecanicamente, os quais tem aumento da resistência causadas pelo encruamento (com ou sem tratamentos térmicos adicionais para redução da sua resistência). Após o H sempre há dois ou mais dígitos.

O

Recozida

Aplica-se aos produtos conformados mecanicamente e que são recozidos para diminuir sua resistência, e aos produtos fundidos que são recozidos para melhorar sua dutilidade e sua estabilidade dimensional. A letra O pode ser seguida por um número diferente de 0.

T

Tratada termicamente

Aplica-se aos produtos que são tratados termicamente, com ou sem encruamento, para produzir têmperas estáveis que não sejam F, O ou H. A letra T é seguida por um ou mais dígitos.

W

Tratamento térmico de solubilização

Uma condição de têmpera instável que é aplicável somente para as ligas que envelhecem espontaneamente à temperatura ambiente, após o tratamento térmico de solubilização. Esta classificação somente é especificada quando o período de envelhecimento natural é indicado após o código de letra (por exemplo, W 1/2 hora)

Tabela 2. Subdivisões comuns para a têmpera T [3]

Código [a], [b]

Significado

Descrição

T1

Resfriado bruscamente após o processo de conformação a uma temperatura elevada e envelhecido naturalmente para uma condição substancialmente estável.

Aplica-se aos produtos que não são conformados a frio após o resfriamento brusco, o qual segue o processo de conformação a uma temperatura elevada, ou nos quais o efeito do trabalho a frio devido ao endireitamento ou achatamento podem ser desprezados para os limites das propriedades mecânicas estabelecidos.

T2

Resfriado bruscamente após o processo de conformação a uma temperatura elevada, trabalhado a frio e envelhecido naturalmente até uma condição substancialmente estável.

Aplica-se aos produtos que são trabalhados a frio para melhorar a resistência mecânica após o resfriamento brusco que segue o processo de conformação a alta temperatura, ou nos quais o efeito do trabalho a frio no achatamento ou endireitamento é considerado para os limites das propriedades mecânicas estabelecidas.

T3

Solubilizado, trabalhado a frio e envelhecido naturalmente para uma condição substancialmente estável.

Aplica-se aos produtos que são trabalhados a frio para melhorar a resistência mecânica após o tratamento térmico de solubilização ou nos quais o efeito do trabalho a frio do achatamento ou endireitamento é considerado nos limites das propriedades mecânicas estabelecidas.

T4

Solubilizado e envelhecido naturalmente para uma condição substancialmente estável.

Aplica-se aos produtos que não são trabalhados a frio após o tratamento térmico de solubilização, ou nos quais o efeito do trabalho a frio no achatamento ou endireitamento, podem ser desprezados nos limites das propriedades mecânicas estabelecidas.

T5

Resfriado bruscamente após o processo de conformação a uma temperatura elevada e envelhecido artificialmente

Aplica-se aos produtos que não são deformados mecanicamente a frio após o resfriamento brusco no processo de conformação a uma temperatura elevada, ou nos quais o efeito do trabalho a frio do endireitamento e achatamento não são considerados nos limites estabelecidos das propriedades mecânicas.

T6

Solubilizado e envelhecido artificialmente

Aplica-se aos produtos que não são conformados mecanicamente após o tratamento térmico de solubilização, ou nos quais o efeito do trabalho a frio do achatamento ou endireitamento não são considerados para o limite das propriedades mecânicas estabelecidos.

T7

Solubilizado e super-envelhecido / estabilizado

Aplica-se aos produtos trabalhados mecanicamente e que são envelhecidos artificialmente após o tratamento térmico de solubilização, continuando o processo de envelhecimento até o ponto de máxima resistência mecânica, com o objetivo de controlar alguma característica significativa. Aplica-se aos produtos fundidos que são envelhecidos artificialmente após o tratamento térmico de solubilização visando estabilidade dimensional e de propriedades mecânicas.

T8

Solubilizado, trabalhado a frio e envelhecido artificialmente

Aplica-se aos produtos que são trabalhados a frio para melhorar a resistência mecânica, ou nos quais o efeito do trabalho a frio, no achatamento ou endireitamento, é considerado nos limites estabelecidos das propriedades mecânicas.

T9

Solubilizado, envelhecido artificialmente e trabalhado a frio

Aplica-se aos produtos que são trabalhados a frio para melhorar a sua resistência mecânica.

T10

Resfriado bruscamente após o processo de conformação a uma temperatura elevada, trabalhado a frio e envelhecido artificialmente

Aplica-se aos produtos que são trabalhados a frio para melhorar a sua resistência mecânica, ou para aqueles nos quais os efeitos do trabalho a frio, no achatamento ou endireitamento, é considerado nos limites estabelecidos para as propriedades mecânicas.

Obs.: [a] Os números de 1 a 10 que seguem a letra T indicam a sequência dos chamados tratamentos térmicos básicos. [b] Dígitos adicionais, nos quais o primeiro número deve ser diferente de 0, podem ser acrescidos às classificações de T1 a T10 para indicar uma variação no tratamento térmico, as quais alterarão de forma significativa as características do produto, que são ou seriam obtidas pelo tratamento básico.

Tabela 3. Subdivisões comuns para a têmpera O [3]

Código O1

Significado Tratados termicamente, a aproximadamente o mesmo tempo e a mesma temperatura solicitados para o tratamento térmico de solubilização, e resfriados lentamente até a temperatura ambiente.

Descrição Aplica-se aos produtos que são usinados ou conformados pelo usuário antes do tratamento térmico de solubilização. Não são aplicáveis limites para as propriedades mecânicas.

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 35

O Doutor em Tratamento Térmico Daniel H. Herring | +1 630 834-3017 | heattreatdoctor@industrialheating.com Tabela 4. Subdivisões para a têmpera T [3]

Código

Significado

Descrição

T51

Alívio de tensões por estiramento

Aplica-se a chapas e barras e vergalhões laminados ou trabalhados a frio, quando estirados nos graus indicados abaixo, e após o tratamento térmico de solubilização ou o resfriamento brusco (após um processo de conformação a uma temperatura elevada).

Estes produtos não são endireitados após o estiramento. Chapas laminadas a frio (deformação permanente entre 1,5% e 3%); barras e vergalhões laminados a frio (deformação permanente entre 1% e 3%); anéis forjados ou laminados (deformação permanente entre 1% e 5%).

T510

Alívio de tensões por estiramento

Aplica-se a barras, vergalhões, perfis e tubos extrudados e a tubos trefilados quando estirados nos graus abaixo indicados, após o tratamento térmico de solubilização ou o resfriamento brusco (após um processo de conformação a uma temperatura elevada). Estes produtos não são endireitados após o estiramento. Barras,

T511

Alívio de tensões por estiramento

Aplica-se a barras, vergalhões, perfis e tubos extrudados e a tubos trefilados quando estirados após o tratamento térmico de solubilização ou após o resfriamento brusco (após o processo de conformação a uma temperatura elevada). Estes produtos podem ser ligeiramente endireitados após o estiramento para alcançar as tolerâncias estabelecidas.

Tabela 5. Subdivisões para a têmpera T [3]

Letra e Código

Significado

Descrição

T42[a]

Alívio de tensões pela combinação de estiramento e compressão

Aplica-se aos produtos cujas tensões são aliviadas por estiramento e compressão, após o tratamento térmico de solubilização, a partir da condição recozida ou com têmpera F e envelhecidos naturalmente para uma condição substancialmente estável.

T52

Alívio de tensões somente por compressão

Aplica-se aos produtos cujas tensões são aliviadas por compressão, após o tratamento térmico de solubilização ou resfriamento brusco (após um processo de conformação a uma temperatura elevada), para produzir uma deformação permanente de 1% a 3%.

T54

Alívio de tensões pela combinação de estiramento e compressão

Aplica-se aos produtos forjados, cujas tensões são aliviadas por reforjamento a frio na matriz de acabamento.

Os mesmos dígitos (51, 52 e 54) podem ser utilizados para a classificação W para indicar um tratamento térmico de solubilização instável e tratamento térmico de alívio de tensões.

T62[a]

Alívio de tensões pela combinação de estiramento e compressão

Aplica-se aos produtos cujas tensões são aliviadas por estiramento e compressão, após o tratamento térmico de solubilização, a partir da condição recozida ou com têmpera F e envelhecidos artificialmente.

Obs.: [a] As classificações de têmpera T42 e T62 também podem ser aplicadas aos produtos trabalhados mecanicamente e tratados termicamente a partir de qualquer condição de têmpera realizada pelo usuário quando tal tratamento térmico resulta nas propriedades mecânicas aplicáveis a tais têmperas.

Tabela 6. Subdivisões para a têmpera H [3]

Letra e Código

Significado

HX2

¼ encruado

HX4

½ encruado

HX6

¾ encruado

HX8

Completamente encruado

HX9

Encruamento extra

Obs.: [a] O número 8 foi atribuído para indicar a têmpera com uma resistência à tração equivalente àquela atingida por conformação a frio, na qual tanto a temperatura durante a redução de aproximadamente 75% quanto a temperatura do um recozimento pleno que a segue, não deve exceder 49°C. [b] As têmperas entre 0 (recozido) e 8 são classificadas pelos números de 1 a 7. O material que contém uma resistência à tração de aproximadamente a metade entre a da têmpera 0 e a da têmpera 8 é classificada com o número 4, se for cerca de metade entre as têmperas 0 e 4, pelo número 2, e aproximadamente metade entre as têmperas 4 e 8 será o número 6. O número 9 classifica as têmperas cuja resistência à tração excede à da têmpera 8 em 2,0 ksi ou mais. Para as têmperas H com dois dígitos cujo segundo dígito é ímpar, os limites padrões para a resistência à tração são de exatamente metade entre os das têmperas H adjacentes cujos segundo dígitos são pares. [c] Para as ligas que não podem ser conformadas a frio em quantidade suficiente para estabelecer uma resistência à tração aplicável à têmpera 8 (75% de redução a frio após recozimento completo), a resistência à tração da têmpera 6 pode ser considerada aplicando-se uma redução a frio de cerca de 55% após um recozimento pleno, ou, ainda, a resistência à tração para a têmpera 4, considerando uma redução a frio de aproximadamente 35% após um recozimento pleno. O terceiro dígito, quando utilizado, indica uma variação datêmpera com dois dígitos. É utilizado quando o grau de controle da têmpera ou das propriedades mecânicas (ou de ambos) diferem, mas estão próximos, daqueles utilizados para a classificação da têmpera H com dois dígitos que é utilizada ou quando alguma outra característica é afetada de forma significativa.

Tabela 7. Subdivisões da têmpera H [3]

Letra e Código

Significado

Descrição

H1

Somente encruado

Aplica-se aos produtos que sofrem deformação plástica a frio para obtenção da resistência mecânica desejada sem a aplicação de um tratamento térmico. O segundo dígito nesta classificação indica o grau de deformação a frio.

H2

Encruado e parcialmente recozido

Aplica-se aos produtos que são encruados em um grau maior do que o desejado e, em seguida, são parcialmente recozidos para atingir a sua resistência mecânica ao nível especificado. Para as ligas que amolecem espontaneamente à temperatura ambiente, as têmperas H2 tem a mesma resistência à tração mínima que as têmperas H3 correspondentes. Para outras ligas, a têmpera H2 tem a mesma resistência à tração mínima que a têmpera H1 correspondente e um alongamento ligeiramente maior.

O segundo dígito desta classificação indica o grau de encruamento que permanece após o produto ser parcialmente recozido.

H3

Encruado e estabilizado

Aplica-se aos produtos que são encruados e cujas propriedades mecânicas são estabilizadas por um tratamento térmico em baixas temperaturas ou como resultado do calor introduzido durante o processo de fabricação. A estabilização, em geral, melhora a dutilidade. Esta classificação é aplicada somente àquelas ligas que, salvo se estabilizadas, sofrem um amolecimento devido ao envelhecimento à temperatura ambiente. O número que segue esta classificação indica o grau de encruamento remanescente após o produto ser parcialmente recozido.

H11

Aplica-se aos produtos que incorrem em suficiente encruamento após o recozimento final, de forma que é falho qualificá-los como recozidos. No entanto, o encruamento não se apresenta tão alto ou de forma tão consistente que possa ser classificado como H1.

H12

Aplica-se aos produtos que podem adquirir alguma têmpera a partir das temperaturas elevadas de trabalho e para aquelas nas quais existam propriedades mecânicas limite estabelecidas.

36 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

O Doutor em Tratamento Térmico Daniel H. Herring | +1 630 834-3017 | heattreatdoctor@industrialheating.com

bela 3). É importante notar que a têmpera O não é parte da série (H), as quais são endurecidas por encruamento. As variações da têmpera O não são aplicadas aos produtos que são endurecidos por deformação mecânica após o recozimento, nos quais os efeitos considerados nas propriedades mecânicas ou em outras características deve-se ao encruamento.

Têmperas não Registradas A letra P é utilizada para indicar as variações das têmperas H, T e O que são nego-

ciadas diretamente entre o fabricante e o cliente. A letra P é seguida imediatamente pela classificação de têmpera que mais se aproxima da utilizada. IH Referências 1. Kopeliovich, Dmitri, "Temper Designation of Aluminum Alloys", SubsTech Materials Forum (www.substech.com) 2. Anderson, Tony, “Understanding the Aluminum Alloy Designation System,” AlcoTec (www.alcotec.com) 3. MIL-DHBK-5H, Chapter 3, “Aluminum”

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Meio Ambiente e Segurança Carlos Humberto Sartori | sartori@itarai.com.br

Riscos e Medidas de Segurança em Fornos de Atmosfera Controlada - Parte I

T

odos os dias, cada um de nós e mais de seis bilhões de vizinhos no mundo utilizam produtos e componentes cuja existência se tornou possível graças a um forno de atmosfera controlada.

Desde pequenas travas de porta até sistemas de trem de pouso de aeronaves, os equipamentos de atmosfera controlada promovem o beneficiamento do aço, seja por meio da têmpera ou do enriquecimento superficial de carbono e posterior têmpera em processos como a cementação ou carbonitretação.

Os fornos de atmosfera controlada do tipo SQ (Sealed Quench) destinados para têmpera, cementação e carbonitretação são equipamentos extremamente dinâmicos, que garantem excelente uniformidade e repetitividade de resultados.

Os insumos utilizados na operação desses equipamentos são gases e óleos que possuem componentes combustíveis e tóxicos. A experiência mostra que falhas no sistema de segurança e/ou operação inadequada desses equipamentos podem gerar acidentes de grande proporção, envolvendo perdas financeiras e principalmente vitimando trabalhadores.

Nessa e nas próximas duas edições faremos uma análise dos principais riscos e medidas de segurança (simples e complexas) para o funcionamento correto e seguro desses tradicionais e confiáveis equipamentos.

Nessa primeira parte vamos falar sobre a evolução desses equipamentos, apresentar suas características construtivas e um resumo dos principais riscos e tipos de falhas.

Até pouco antes da década de 50, a grande maioria dos fornos de tratamento térmico era fraca construção feita com tijolos e revestimento de aço, sem grandes preocupações com a atmosfera na qual a carga era aquecida. A severa formação de carepa e óxidos era considerada infelizmente um mal necessário.

Os fornos elétricos possuíam atmosferas de ar, e os fornos com aquecimento por queimadores possuíam atmosferas constituídas

dos produtos da combustão. Os operadores dos fornos aquecidos por queimadores perceberam que podiam reduzir a formação de carepas por intermédio do controle da mistura ar-combustível, no entanto esses procedimentos afetavam a eficiência do aquecimento e os resultados em relação à oxidação ainda eram inadequados.

Hoje, os fornos utilizados nos processos de tratamentos térmicos produzem peças brilhantes ou pelo menos limpas e livres de carepas, geralmente com características superficiais iguais ou melhores que as características iniciais.

Tais resultados foram obtidos graças às mudanças construtivas realizadas nos equipamentos, como o uso de câmaras de aço estanques, portas vedadas e outros sistemas de admissão e saída de gases.

Na maioria dos fornos elétricos a atmosfera protetora é mantida no interior da câmara de aquecimento de maneira a proteger tanto a carga de peças como os elementos de resistência. Em alguns fornos elétricos, no entanto, e em muitos fornos aquecidos por queimadores, a atmosfera protetora é separada da fonte de calor pelo uso de retortas ou pelo confinamento em tubos radiantes.

A construção típica de um forno de atmosfera controlada (tipo SQ: Sealed Quench) pode ser verificada na Fig. 1 e Fig. 2. Essas características construtivas seguem três necessidades básicas: 1. Transferência uniforme de calor para a carga e proteção contra radiação direta de calor; 2. Fluxo uniforme da atmosfera pela carga; 3. Ausência de problemas operacionais e longa vida útil do equipamento.

Esses fatores são muito dependentes das características internas do equipamento. Geralmente o refratário assim dito é constituído de tijolos isolantes adequados a temperaturas bem acimas do set-up máximo do equipamento. O teto arqueado é autossustentável e contém um duto embutido para o circulador de gases. A soleira é formada por placas que possuem largas aberturas para a recirculação de gases e garantem total

(a)

Fig. 1. Fornos de atmosfera controlada do tipo SQ (Itaraí Metalurgia)

38 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

(b)

Fig. 2. (a) Detalhe da câmara interna de um forno de atmosfera controlada [2] e (b) Detalhe dos componentes da mufla / soleira de um forno de atmosfera [2]

Meio Ambiente e Segurança Carlos Humberto Sartori | sartori@itarai.com.br

Fig. 3. Ilustração esquemática do processo de cementação [3]

Fig. 4. Detalhe do tanque de têmpera de um equipamento com circuladores de óleo integrados (Itaraí Metalurgia)

uniformidade da atmosfera pela carga. As paredes fabricadas do mesmo material da soleira protegem a carga da radiação direta e promovem a distribuição uniforme de temperatura.

Dentre as principais atmosferas utilizadas nos equipamentos do tipo SQ, podemos destacar os seguintes sistemas em função da aplicação, que na grande maioria envolve têmpera, cementação ou carbonitretação.

Logicamente essas atmosferas precisam de uma fonte carbono, que pode ser monóxido de carbono, um hidrocarboneto, um álcool ou outro líquido fonte de carbono.

Industrialmente, utilizam-se atmosferas contendo monóxido de carbono e hidrogênio para garantir um alto controle da mesma,

conforme as reações clássicas de transferência de carbono da Fig. 3.

Em muitos casos, parte da atmosfera também consiste de nitrogênio, que atua como gás de arraste e também dilui as concentrações de gases inflamáveis minimizando o risco de chamas e depósitos de fuligem, como veremos posteriormente.

O endogás e a mistura nitrogênio/metanol são as duas opções principais de gases de enchimento.

Para controlar o potencial de carbono, um “gás de enriquecimento” deve ser utilizado. Esse gás normalmente é um hidrocarboneto como o propano ou metano. Nos casos de carbonitretação, o gás amônia (fonte de nitrogênio) é também adicionado.

Tratamento Térmico: Têmpera a Vácuo Revenimento, Recozimento, Alívio de Tensões, Envelhecimento, Tratamentos térmicos especiais em temperaturas inferiores a 900oC. Nitretação sob Plasma: Aços Ferramenta, Aços Inoxidáveis, Aços 4140, 4340, etc., Peças Especiais, Engrenagens, Pinhões, Redutores, Buchas e componentes complexos para moldes com elevada estabilidade dimensional e de forma.

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Meio Ambiente e Segurança Carlos Humberto Sartori | sartori@itarai.com.br

Fig. 5. Detalhe de um equipamento SQ com duas câmaras e tanque de óleo integrado. Descarregamento da carga é feito pelo lado oposto à entrada da carga [2] Tabela 1. Principais atmosferas utilizadas em fornos SQ destinados a têmpera e cementação [3] Tipo de atmosfera

Detalhes da composição das atmosferas

Propano + Ar

Endotérmico (Gerador)

Gás natural + Ar

Endogás

Endogás

(atmosferas com nitrogênio)

Sintético

100% Metanol 66% H2; 33% CO

Sintético

Metanol + Nitrogênio 40% N2; 40% H2; 20% CO

Falha de aquecimento (fornos com aquecimento elétrico ou queimadores)

x

Falha Pirômetro de Segurança e seus Inter travamentos

x

Falta de Nitrogênio

x

Falha na cortina de chama ou chamas piloto

x

Pressão interna do forno interior a externa

x

Vedação deficiente

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Engenharia Industrial (FEI 2002); Mestre em

x

x

x

Engenharia Metalúrgica pela Universidade de São

x

Problema no trocador de calor de óleo e/ou baixo nível de óleo

x

Problemas no elevador de Têmpera (Carga parcialmente submersa)

x

Água no óleo

x

40 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

1. Hotchkiss, A.G. e Webber, H.M. Protective Atmospheres. John Wiley & Sons, NY, 1953.

2. What You Should Know About Atmosphere Technology. Ipsen International GmbH, 2007.

3. Furnace Atmospheres Gas Carburizing and Carbonitriding, Linde Gas Special Edition, 2007.

4. ASM International. Metals Handbook Vol.4 Heat Treatment. Types of Heat Treating Furnaces, 1991.

5. Gomes, A.C. Controle de Atmosfera em Fornos de Tratamento Termoquímico, 2000.

Intoxicação/ Asfixia

x

Referências

Combustão do Óleo

Queda / Falta de energia elétrica

Potenciais Principais Riscos X Tipo de falha

Também participam desse artigo: Antonio Carlos Gomes Jr. - antonio.gomes@aichelin.com e João Carlos Sartori - joao.sartori@metaltrend.com.br

Combustão da Atmosfera

Explosões

Tabela 2. Principais riscos associados aos principais tipos de falhas nos equipamentos de atmosfera controlada [5]

Independente do tipo de gás utilizado, o potencial de carbono dos processos de têmpera, cementação e carbonitretação é atualmente controlado por sistemas como sondas de oxigênio, infravermelho e ponto de orvalho.

O método mais comum de resfriamento para a têmpera nos fornos SQ é a transferência da carga até a zona fria, onde se localiza o tanque de óleo. Essa transferência é realizada por meio de uma corrente transportadora. O tanque de óleo consiste de um compartimento de parede dupla isolado, equipado com dois a seis motores que promovem a agitação do óleo de resfriamento para obtenção da severidade de têmpera desejada.

Um elevador desce a carga no tanque e a turbulência controlada garante um resfriamento uniforme garantindo baixa distorção dos componentes temperados.

A utilização de insumos inflamáveis associada às elevadas temperaturas dos processos requer rigorosa atenção quanto ao estado de conservação e funcionamento dos diversos sistemas de segurança desses equipamentos.

No Brasil existem centenas de fornos de atmosfera controlada utilizados por fabricantes de componentes e empresas prestadoras de serviços de tratamento térmico que possuem dispositivos de segurança ineficazes, sejam por alterações durante reformas e automações que descaracterizam o projeto inicial ou manutenção preventiva deficiente.

Dentre os principais problemas e riscos podemos destacar: operação incorreta, queda de energia, vedação deficiente, falha nas chamas piloto, nível de óleo baixo, falha na troca de calor, baixa pressão interna, falta de admissão de nitrogênio e defeitos no pirômetro de segurança.

A Tabela 2 apresenta os principais riscos associados aos principais tipos de falhas que abordaremos nas próximas duas edições. IH

Carlos Humberto Sartori Engenheiro

Metalurgista

pela

Faculdade

de

Paulo (POLI-USP 2008). Gerente Industrial da Itaraí Metalurgia Ltda. Membro da comissão organizadora do Moldes ABM. É professor da Faculdade de Tecnologia de Osasco (FATEC) nas disciplinas: Materiais de Construção Mecânica, Tratamentos Térmico-Termoquímicos e Ensaios Não-Destrutivos.

Refratários e Isolantes Térmicos Jorge Eustáquio Fernandes | jorgee@magnesita.com

A Importância dos Refratários na Produtividade dos Fornos de Pelotização

A

vida do revestimento refratário dos Fornos de Pelotização tem grande influência no custo e na capacidade de produção de pelotas de minério de ferro.

Cada dia economizado em manutenção refratária, durante o ano, pode render um ganho de produção diário de até 20 mil toneladas de pelotas. Por isso, não há dúvidas, a qualidade do refratário é essencial para a economia de recursos e aumento da produtividade dos fornos.

O segmento industrial de produção de pelotas tem se tornado cada vez mais importante, em função do esgotamento das jazidas de minério de ferro granulado de boa qualidade. O Brasil tem atualmente uma capacidade de produção de 350 milhões de t por ano de minério de ferro e de 66,5 milhões de t por ano de pelotas.

Grande parte da produção brasileira de minério de ferro está voltada para o mercado internacional de aço, principalmente China. A produção mundial de aço foi de 1.515 milhões de toneladas e a de gusa de 1.083 milhões de toneladas em 2011. A China teve uma participação de 683 milhões de toneladas em aço (45% do total) e de 630 milhões de toneladas em gusa (58% do total). Já o Brasil teve uma participação de apenas 35,2 milhões t em aço (2,3% do total) e de 33,2 milhões de t em gusa (3,1% do total).

O minério de ferro pode ser utilizado na produção de gusa em Altos-Fornos diretamente como minério granulado, ou em forma de pelota e sinter, insumos que são obtidos em fornos especiais a partir do processamento de minério fino. As pelotas são produzidas a partir da aglomeração de finos de minério de ferro (< 2,0mm), conhecidos como pellet feed. Estes finos podem ser aglomerados em discos ou tambores rotativos com a adição de água e outras substâncias como bentonita, cal etc. As pelotas formadas em tamanho de 10 a 15 mm são posteriormente queimadas em temperaturas que variam de 1200 a 1300ºC. Dois tipos de equipamentos são usados na produção de pelotas: os Fornos de Grelha Móvel e os Fornos Rotativos. Os primeiros exigem um investimento inicial maior, consomem mais combustível, alcançam uma vida do revestimento refratário de 3 a 5 anos, e são normalmente escolhidos quando se objetiva maior capacidade de produção (acima de 4,0 milhões de tonelada por ano) e venda para terceiros. Os últimos exigem um investimento menor, alcançam uma campanha menor do refratário, produzem uma pelota mais homogênea em qualidade, e são escolhidos em geral para produções menores e consumo próprio.

Atualmente, o Brasil utiliza apenas o Forno de Grelha Móvel como processo na produção das 66,5 milhões de toneladas de pelotas. Deste total, a Vale detém dez usinas, com capacidade de 44,4 milhões de toneladas. Já a Samarco possui três usinas, com capacidade de 22,0 milhões. Atualmente, duas novas usinas de pelotização estão sendo construídas: uma da Vale, com capacidade

anual superior a 8,0 milhões de toneladas, e uma da Samarco, que ultrapassará 8,3 milhões de toneladas ao ano.

Os principais fatores que afetam a vida do revestimento refratário nos Fornos de Grelha Móvel são: temperaturas de chama acima de 1700ºC nas câmaras de combustão, a formação de escória rica em FeO, o balanço da combustão, o espectro do ruído da chama, a retenção de chama sobre a carga em função de sua permeabilidade, a variação de pressão ao longo do forno, a vibração mecânica da esteira e o choque térmico causado pelas transições térmicas e paradas do forno para manutenção. A vida do refratário dos dutos, caixas de vento e ciclones é afetada pela erosão causada pelo transporte fluidizado de partículas, assim como pela vibração mecânica dos equipamentos.

Inovação no Setor de Refratários As principais mudanças tecnológicas em andamento e que podem ter uma repercussão na vida do revestimento refratário e na prática de manutenção são: • Uso de blocos especiais prensados para as câmaras de combustão; • Substituição de óleo combustível por gás no processo de combustão; • Caixas refratárias secas em substituição às caixas metálicas refrigeradas nas bases das paredes laterais; • Paredes divisórias autossustentáveis em substituição às paredes refratárias sustentadas por uma caixa metálica refrigerada; • Novas técnicas de aplicação, tais como a de concreto refratário por shotcreting; • Maior isolamento térmico visando a reduzir perdas térmicas.

A melhoria dos projetos refratários e das condições operacionais, o desenvolvimento de novos produtos refratários e a introdução de novas técnicas de aplicação certamente levará a maior disponibilidade dos fornos para produção, à redução no consumo específico de refratários e, consequentemente, à redução dos custos das pelotas, aumentando a competitividade de nossa indústria no exterior. IH

Jorge Eustáquio Fernandes Formado em Engenharia Metalúrgica pela Escola de Minas de Ouro Preto (Universidade Federal de Ouro Preto) em 1980. Trabalha há 32 anos no mercado de Materiais Refratários e está há 15 anos na Magnesita Refratários S. A. Atua na assistência técnica nas áreas de Siderurgia, Pelotização e Metalurgia de Não Ferrosos.

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Metalografia Berenice Anina Dedavid | berenice@pucrs.br

Metalografia e Microscopia Eletrônica - Parte 2

A

Espectrometria de Energia Dispersiva (EDS), quando vinculada ao microscópio eletrônico de varredura (MEV), revela-se uma poderosa ferramenta para interpretação e caracterização metalográfica, porém, de forma qualitativa. A sigla EDS está relacionada às inicias das palavras Energy Dispersive Spectrometry, traduzidas para o português como Espectrometria de Energia Dispersiva. O espectrômetro de energia dispersiva é um detector de raios-X adaptado ao MEV, que identifica os raios-X emitidos pelos elementos químicos da amostra devido à atuação do feixe de elétrons sobre a mesma [1]. É uma técnica não destrutiva, do ponto de vista da metalografia, cujo limite de detecção, em equipamentos convencionais, se estabelece do boro (Z= 5) até o urânio (Z= 92) até a concentração de 1% até 1,2% [2]. Porém, alguns fabricantes sugerem, por segurança, considerar como limite inferior de detecção o elemento sódio (Z=11) devido às dificuldades físicas estabelecidas pela técnica para elementos para números atônicos menores [2]. O espectrômetro muitas vezes indica elementos com concentrações inferiores a 1%, porém, estando fora do limite de detecção não pode ser considerada exata. Pelo exposto, recomenda-se considerar os resultados obtidos por EDS como qualitativos, uma vez que a porcentagem em peso ou atômica é calculada pelo software do equipamento sobre todos os elementos detectados.

O feixe de elétrons do MEV atua na amostra formando um campo de interação que se projeta para o interior do material, conforme esquematizado na Fig. 1. Essa interação se traduz em uma série de partículas e calor, pode atingir profundidades superiores a 1,5 µm conforme a composição da amostra. Os elétrons retroespalhados e os secundários são as partículas utilizadas para a formação da imagem, e os raios-X para a microanálise [2]. A intensidade e a forma da interação dependem, principalmente, da composição da matriz e da voltagem de aceleração do feixe incidente.

Os raios-X característicos são produzidos quando elétrons provenientes do feixe expulsam um elétron de um dos elementos que o compõem. A órbita de onde o elétron será expulso depende da energia do elétron incidente (ou seja, da voltagem de aceleração do feixe do MEV) e dos níveis de energia do átomo da amostra (ou seja, do numero atômico do elemento que compõem a amostra) [1].

A lacuna deixada por este elétron será preenchida por um elétron

feixe de elétrons

filamento

raios-X

calor

elétrons Auger (0,1 - 3 nm)

feixe

luminescência campo de interação do feixe com amostra

luz

elétrons retroespalhados elétrons secundários

amostra

Fig. 1. Interação do feixe de elétrons com a amostra

42 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

mais externo da camada, que pula para níveis mais internos emitindo raios-X no comprimento de onda característico do elemento químico que foi atingido pelo feixe. A Fig. 2 mostra, em esquema, onde ocorre a formação dos raios-X característicos, dos contínuos e da fluorescência no interior de uma amostra hipotética.

O espectrômetro de EDS, instalado na câmara do MEV, mede a energia associada ao raio-X de cada um dos elementos presentes no campo de resolução espacial da interação, como indicado na figura 2. Considerando que a resolução espacial e a profundidade da interação dependem da composição da amostra, um fator de correção é sempre utilizado para o ajuste da porcentagem dos elementos detectados. O fator de correção tipo ZAF leva em consideração o peso atômico do elemento (Z), a absorção (A) sofrida pelos raios-X até o detector, e fluorescência (F) gerada [2]. Mesmo corrigidos, os resultados da microanálise por EDS devem ser tratados como qualitativos, pois ainda dependem de outros fatores, muitas vezes desconhecidos ou aleatórios, como o formato da amostra e sua posição em relação ao detector. Cabe destacar que a maioria dos equipamentos de EDS permite selecionar os elementos que participarão da análise, sendo assim, a contribuição percentual de cada um para o resultado total será função, também, desta seleção.

Assim, se os elementos selecionados não corresponderem a todos os elementos presentes na amostra, o resultado da análise também não corresponderá à porcentagem real. Por outro lado, o diâmetro reduzido do feixe de elétrons permite além da análise da área total sobre a imagem, a verificação da composição em pontos específicos, com dimensões menores que 5 µm. A Fig. 3 mostra um exemplo da aplicação da microanálise por EDS, utilizada na localização de fases em ligas metálicas de zinco.

O espectro de EDS da Fig. 4, apresentado como exemplo, mostra as sobreposições dos picos do ferro, manganês, cromo e oxigênio. Isso ocorre quando os comprimentos de onda das linhas K, L ou M do raio-X característico de um elemento estão muito próximos das linhas de outro elemento presente na amostra. Observa-se também que o pico do carbono (Z= 6) está localizado abaixo de 2,0 keV, portanto, neste caso pode-se apenas confirmar a sua existência na amostra, estando qualquer quantificação sujeita a erro [3].

Além do ferro e do manganês, outros elementos apresentam comportamento semelhante, entre eles o molibdênio (K= 17.44 keV e L=

luminescência catódica amostra

elétrons secundários (30 - 10 nm) elétrons retroespalhados (10 - 450 nm) raios X característicos raios X contínuos fluorescência de raios X (contínuos e característicos)

resolução espacial dos raios X Fig. 2. Detalhe da Fig. 1, indicando a formação de raios-X por feixe de elétrons. Adaptado de Goldstein, 1992

Metalografia Berenice Anina Dedavid | berenice@pucrs.br A

Zn

B

C

Al

Zn

Zn

B

Zn

11.00

9.00

8.00

7.00

6.00

5.00

4.00

3.00

2.00

1.00

Zn 10.00

A

C

Al

Al

Zn Zn

10.00

8.00

6.00

4.00

11.00

10.00

9.00

8.00

7.00

6.00

5.00

4.00

3.00

2.00

1.00

2.00

Zn Zn

Zn

Fig. 3. Em A, B e C espectros obtidos por EDS em pontos específicos da imagem, mostrando a variação composicional da liga Zn22%Al, bruta de fusão. Acervo CEMM 2007

2.29 keV) e o enxofre (K= 2.30 keV). O pico K, por ser mais energético, apresenta-se sempre maior e mais largo do que o L, portanto, se operador tiver conhecimento prévio da existência do enxofre na amostra e bem provável que o mesmo não apareça nos resultados da microanálise quando o molibdênio estiver presente. Outro exemplo ocorre entre os picos do nióbio e do zircônio e entre os picos do tântalo e do tungstênio, que são elementos de liga comuns em aços [3].

Em resumo, a microanálise realizada por EDS em um MEV permite a identificação elementar imediata, mesmo que qualitativa, sobre

Intensidade

Mn Fe

Fe Mn Fe Mn O C

Si

P

Cr

S

2.00

Mn Fe Cr 4.00

6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 Energia (keV)

Fig. 4. Espectro de EDS de uma mostra de aço ligado. A elevação grifada em azul corresponde ao espectro contínuo dos raios-X emitidos pela amostra

toda ou em pontos escolhidos da imagem. Além da identificação, alguns equipamentos oferecem a possibilidade do mapeamento da distribuição dos elementos químicos, gerando mapas composicionais sobre a imagem. Entretanto, cabe salientar que a metodologia para a interpretação dos resultados da microanálise, em ambos os casos, requer conhecimento prévio sobre a natureza da amostra e sobre a técnica.IH Referências [1] Dedavid, B. A.; Machado, G. Gomes, C.I. Microscopia Eletrônica de Varredura: aplicações e preparação de amostras, EDIPUCRS, 2007. Disponível em: http://www.pucrs.br/edpucrs/online/microscopia.pdf [2] Goldstein, J. I. et al. Scanning Electron Microscopy and X-ray microanalysis, Plenum Press, N.York, 1992.

[3] ASM, Metals Handbook: Volume 9: Metallography And Microstructure, American Society for Metals, metals Park, Ohio,USA, 1985

Berenice Anina Dedavid

Graduada em Física pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Mestre e Doutora em Engenharia pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e Materiais (PPGEMM). É professora titular da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul. Coordenadora do Centro de Microscopia e Microanálise da PUCRS e o LAMETTLaboratório de Metalografia e Tratamentos Térmicos.

Tem experiência na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em Solidificação, atuando principalmente em Microscopia Eletrônica, Ligas leves e Nanoestruturas.

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Siderurgia Antonio Augusto Gorni | agorni@iron.com.br

A

Industrialização à Brasileira: Entregar Para Não Desintegrar?

quadamente combatidas. kio Morita, presidente da Sony no final do século Além disso, industrialização brasileira apresenta alguns aspecpassado, afirmou certa vez que só a atividade intos que seriam curiosos se não fossem alarmantes. Ao contrário dustrial possui a máxima capacidade para produzir de outros países, como a Coréia, nós não fomos capazes de criar riquezas e agregar valor a matérias-primas. Essa consnossas próprias montadoras automotivas. Outro fato estranho foi tatação não é nova – na verdade, é um fato observao virtual sucateamento da nossa já incipiente rede ferroviária e da do desde a eclosão da Revolução Industrial. Em maior ou menor navegação de cabotagem, uma proeza inédita num país de dimengrau, parte dessa riqueza é distribuída e acaba por promover a evosões continentais como o nosso. Um belo “tiro no pé”, já que nosso lução social, cultural, técnica e política da população envolvida transporte de carga geral se faz quase integralmente por rodovia, nessa atividade. Elites com mentalidade feudal, incapazes de acomaumentando os custos e reduzindo nossa competitividade. Será panhar a evolução mundial, sabotam o quanto podem o processo que nossa competência é tão baixa assim e que nos tenha levado a de industrialização, já que elas o consideram um fator potencial de nos afastar desses empreendimentos que requerem altos níveis de desestabilização do poder histórico de que desfrutam. excelência em gestão, disciplina e tecnologia? Ou seria uma mera Países mais novos ou que se voltaram para o Ocidente mais questão de inapetência pelo esforço gigantesco e prolongado que é tarde do que o Brasil, como os EUA, Japão e Coréia, só para citar os necessário para sua implantação? mais relevantes, lograram avançar de forma muito mais rápida do A recente supervalorização das cotações de produtos agrícolas, que nós, tanto na área institucional como industrial, promovendo particularmente a soja, alavancaassim um forte desenvolvimenda pela demanda chinesa, ressusto econômico que proporcionou citou o fascínio de nossas elites altos níveis de bem-estar a sua Ao contrário de outros países, como a pelo canto de sereia do dinheiro população. Por que será que não fácil proveniente das exportações evoluímos nesse mesmo ritmo?

Coréia, nós não fomos capazes de criar O processo de industrialização nossas próprias montadoras automotivas de matérias primas. A Argentina passou pela mesma situação no iníno Brasil só se tornou efetivo a parcio do século XX. Na época, era um tir da implantação da Companhia país com nível europeu de desenSiderúrgica Nacional, em meados volvimento, mas a queda posterior das cotações de suas exportações da década de 1940, mais de 120 anos depois da independência polí– basicamente carne, trigo e lã – solapou sua economia em poucas tica do país. Iniciativas anteriores para implantação da indústria de décadas. Será que nada temos a aprender com o país vizinho? base e da grande siderurgia no país – como a Real Fábrica de Ferro de Outra consequência do nosso desinteresse pela indústria é a Ipanema, os empreendimentos de Mauá, a exploração das minas de desnacionalização de nosso parque industrial. Por várias vezes o Itabira proposta por Percival Farquhar, a viabilização do processo de governo anunciou sua disposição para criar uma megassiderúrgica redução direta de minério de ferro defendida por Monteiro Lobato brasileira, uma iniciativa louvável quando se considera a precária – não vingaram, mais por problemas políticos do que técnicos. No consolidação desse setor em todo o mundo. Apesar de muita movicaso de Mauá e Farquhar ficou patente o receio das oligarquias lomentação nos bastidores, nada se conseguiu nesse sentido. Agora, cais terem seu poder desafiado pelas alterações econômicas e sociais várias de nossas maiores usinas siderúrgicas já estão sob controle esdecorrentes do processo de industrialização. Mas o fato é que o fim trangeiro. Mas, afinal, será que a solução não é essa mesmo? Salvar da hegemonia da cafeicultura a partir da crise de 1929 e sua substituia indústria brasileira do anti-industrialismo nacional? IH ção por culturas que não exigiam tanta mão de obra resultaram num êxodo rural que urbanizou o país e forçou uma maior participação da indústria na economia.

Antonio Augusto Gorni A partir de 1945 a participação da indústria na economia foi Engenheiro de Materiais pela Universidade Federal de crescente, tendo atingido seu ápice em 1985, ano em que o modeSão Carlos (1981); Mestre em Engenharia Metalúrgica lo desenvolvimentista brasileiro já se encontrava em plena crise. pela Escola Politécnica da USP (1990); Doutor em Não admira: a industrialização brasileira foi promovida por meio de Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual medidas pouco saudáveis, como um protecionismo radical e subsíde Campinas (2001); Especialista em Laminação a dios governamentais. A partir de 1990, com a progressiva adesão Quente. Autor de mais de 200 trabalhos técnicos do país à economia de mercado, os problemas de competitividade nas áreas de laminação a quente, desenvolvimento de produtos planos de aço, simulação matemática, industriais ficaram aparentes e, até hoje, suas causas não foram adetratamento térmico e aciaria.

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Metalurgia do Pó Fernando Iervolino | contato@metalurgiadopo.com.br

E

Aço Sinterizado: Posso Tratar Termicamente?

sta é uma pergunta que frequentemente ouço quando comento sobre aços sinterizados. Recebo-a com naturalidade, pois o aço sinterizado é normalmente visto como um material exótico. Na verdade é simplesmente aço, como qualquer outro, porém conformado de uma maneira diferente. É o mesmo que perguntar se aço fundido pode ser tratado, ou aço laminado, estampado, microfundido, forjado, repuxado... Sim, o aço sinterizado pode ser tratado termicamente.

Listaremos a seguir vários processos aplicados em materiais sinterizados, porém uma coisa é comum a todos eles: sempre se deve utilizar o processo gasoso como meio, ou seja, processos sólidos ou líquidos, tais como banho de sal, devem ser evitados principalmente em peças com porosidade maior do que 8%. Isto porque a porosidade inerente ao material absorve os sais do banho, podendo posteFig. 1. Dente de engrenagem riormente apresentar corrosinterizada cementada (Höganäs AB) são ou eflorescência.

A porosidade também afeta a condutibilidade térmica do material, que é menor do que a do material maciço. Por outro lado acelera a difusão de elementos em processos termoquímicos e a consequente formação de camadas. Neste caso muito cuidado deve ser tomado para que não ocorra o cruzamento de camada, que acaba por gerar peças com alta dureza superficial, porém com núcleos também endurecidos, o que pode ser negativo em peças submetidas a aplicações dinâmicas. Quanto maior a porosidade da peça, maior será a velocidade de difusão. Como se pode ver, materiais sinterizados exigem parâmetros próprios para serem tratados.

Na verdade, qualquer material, sinterizado ou não, deve ser tratado dentro de parâmetros obtidos por meio de testes empíricos em um determinado forno.

Dureza: novamente a porosidade tem influência sobre este resultado. Durante o ensaio de dureza, a ponta de prova é submetida a uma força que deforma a superfície do material. A porosidade do sinterizado também é deformada durante o ensaio e os valores resultantes apresentam-se inferiores aos do material maciço. Por este motivo, chamamos esta medida de “dureza aparente”. Isto não significa, porém, uma menor resistência ao desgaste, pois a microdureza do material será a mesma de um material maciço de igual composição.

Os processos de tratamento frequentemente aplicados são: Têmpera com resfriamento em óleo e posterior revenimento, cementação, nitretação, carbonitretação, nitretação gasosa ou a plasma, nitro-carbonetação ferrítica, oxidação a vapor (ferroxidação) e têmpera indutiva. Existe também um processo exclusivo para peças sinterizadas chamado Sinter-Hardening, executado durante o processo de sinterização do material, que consiste em um rápido resfriamento através de atmosfera refrigerada, logo após a saída da peça da zona quente do forno. Por ser um resfriamento mais brando quando comparado ao feito em óleo, resulta em peças com menores distorções. Além disto diminui-se o número de etapas de fabricação do componente e evita-se o contato do material com óleo, o que é muito importante para peças que passarão por injeção plástica ou tratamentos superficiais, tema da nossa próxima coluna. Até lá! IH

Fig. 2. Peças sinterizadas em processo de nitretação à plasma.

(Vendramim, J.C. - Comparação dos processos industriais de nitretação). Informações técnicas do site www.tms.eng.br

Obs: Informações técnicas sobre os processos citados poderão ser encontradas no livro “A Metalurgia do Pó”, disponível no site www.metalurgiadopo.com.br.

Fernando Iervolino É engenheiro mecânico pela FAAP, MBA em Gestão de Empresas pela FGV, Powder Metallurgy Technologist pela MPIF (USA), diretor técnico da Qualisinter Produtos Sinterizados de 1990 a 2007, gerente de logística e engenharia industrial na Metalpó de 2008 a 2010, consultor em metalurgia do pó pelo Grupo Setorial de Metalurgia do Pó, coordenador e coautor da obra “A Metalurgia do Pó”, Editora Metallum, 2009.

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Universo Empresarial Eliana B. M. Netto | eliana.bmnetto@yahoo.com.br

Liderança 360° - Parte I

L

iderança é, muitas vezes, considerada como uma via de mão única, de cima para baixo. O líder lidera e os seguidores seguem. Esta é uma visão simplista que durante muito tempo foi considerada como definição de liderança. Evidências mostram que a liderança acontece nos 360°, de cima para baixo, de baixo para cima e para os lados.

Líderes 360° não comandam por posição ou poder, eles lideram por influência. Como o assunto é extenso, decidi dividi-lo em três partes. Nesta parte I abordei a forma de liderança mais corriqueira, aquela de cima para baixo. Ao observar a atuação de diversos líderes empresariais, percebi que os bem-sucedidos não tentam ajudar as pessoas a superar pontos fracos, eles apostam nos talentos e ajudam as pessoas a descobri-los em si. O líder 360° aprecia agregar valor às pessoas. Porém, para agregar valor a alguém, é necessário saber o que ele valoriza.

Para saber o que a pessoa valoriza, é necessário saber quem ela é. Para saber quem a pessoa é, faz-se necessário reservar um tempo na agenda para este fim.

Atenção concentrada exclusivamente no objetivo, nas reuniões e na ação, negligenciando o valor das relações pode acarretar um grande prejuízo à liderança. Isto é muito comum porque o líder precisa concluir aquilo a que se propôs. Às vezes o gestor se sente tentado a fazer tudo sozinho, do seu jeito. O trabalho flui mais rápido, mas ele se sobrecarrega. Lembro-me de um profissional com o qual tive a oportunidade de compartilhar a experiência.

Foi contratado pela notória competência técnica para uma posição de liderança. Em certa ocasião, observei a forma como ele fazia o seu trabalho. Era rápido, preciso e responsável, mas não reservava tempo para as pessoas. O exercício de treinar os colaboradores, direcioná-los, acompanhar seus desempenhos e corrigir-lhes a rota deixava-o exausto e estressado. O líder geralmente tem muita energia e uma mente muito ágil. Nem sempre os seus seguidores processam informações com a mesma velocidade. Assim, além da competência, o líder precisa adequar-se ao ritmo das pessoas. Dessa forma ele obterá a sintonia com elas.

O líder diminui o ritmo o suficiente para observar, “ouvir” as palavras não ditas e “ler” aquilo que está nas entrelinhas. Executar tudo sozinho pode ser mais rápido no início, porém, nem sempre promove o retorno adequado. Ótimos isolados costumam ser menos eficazes do que equipes bem orquestradas. Selecionei algumas dicas para o exercício da liderança de cima para baixo: Dica 1: Escolha as pessoas certas para as posições certas. Esta

aderência tornará tudo mais fácil; Dica 2: Após a escolha, confie nas pessoas, delegue. Se você esperar o melhor delas, elas se esforçarão para lhe dar o melhor; Dica 3: Remunere os profissionais adequadamente, de modo que se sintam recompensados e que continuem a fazer bem o que estão fazendo; Dica 4: Nunca prometa o que não poderá cumprir. Faça poucas promessas e cumpra todas; Dica 5: Lembre-se de que você está sendo observado sempre.

O que você que faz, o que diz e o modo como diz carregam mensagens que são captadas pelos colaboradores. Estudos mostram que 93% da comunicação humana é não-verbal. Estes sinais afetam o desempenho da equipe; Dica 6: Trate os diferentes de forma diferente.

As pessoas apreciam ser únicas e inconfundíveis; Dica 7: Conheça quem são seus colaboradores; Dica 8: Ajude cada colaborador a ser mais daquilo que já é. Ajude-o a expressar seu talento, na potencialidade máxima. Se você não conseguir encontrar de imediato uma habilidade que possa ser desenvolvida, não esmoreça. Verifique outras áreas que podem ser exploradas como disciplina, perseverança, atitude e comprometimento. O importante é encontrar algo positivo; Dica 9: Reconheça que existe limitação para mudar radicalmente as pessoas; Dica 10: Seja congruente.

Líderes que se preocupam somente com os negócios muitas vezes acabam perdendo as pessoas e os negócios. Existem casos clássicos de grandes empresas, com muitos anos de existência e liderança no mercado, que viram tudo ruir por negligenciarem a gestão de pessoas. Na próxima edição abordarei a liderança de baixo para cima. IH

Eliana B. M. Netto “Personal & Professional Coach”, palestrante, docente, engenheira metalurgista, mestre em engenharia de materiais pela Poli/USP, pós-graduada em administração industrial, negociação e vendas conceituais. É gerente de negócios da Menegon Assessoria Empresarial, especialista em gestão, tratamentos térmicos e engenharia de superfície. É co-autora da obra “Metalurgia Física e Mecânica Aplicada”, Editora ABM, 2008.

46 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Banho de Sal

Tratamentos Térmicos de Ferramentas em Banhos de Sais Danilo Assad Ludewigs - Diretor Geral da Durferrit do Brasil; Diadema, SP Luiz Roberto Hirschheimer - Diretor da Divisão de Tratamentos Térmicos e Engenharia de Superfície da ABM; São Paulo, SP

Fig. 1. Instalação automática de tratamento térmico em banho de sal controlada por computador

Ao longo do tempo, os processos de banhos de sais e também a tecnologia de suas instalações foram objeto de contínuo aperfeiçoamento, tornando-os soluções modernas, de alta produtividade e compatíveis com o meio ambiente

T

ratamentos térmicos de ferramentas de alta tecnologia são atualmente efetuados em modernos e sofisticados equipamentos de banhos de sais de alta produtividade e ambientalmente corretos, controlados por computador.

Características dos Processos de Beneficiamento de Aços-Ferramenta Realizados em Banhos de Sais Devido à necessidade de se empregar altas temperaturas, o tratamento térmico de aços ferramenta, e principalmente de aços rápidos, apresenta consideráveis dificuldades, principalmente no que diz respeito à proteção contra descarbonetação, ao controle do crescimento de grão austenítico e à redução das distorções das peças tratadas.

O processo mais adequado para o tratamento térmico destes tipos de aços consiste atualmente na utilização de “banhos de sais”, que além de muitas vezes conferirem melhor qualidade ao tratamento, são de fácil manuseio, baixo custo, totalmente compatíveis com o meio ambiente e largamente utilizados em modernas instalações industriais de empresas multinacionais europeias líderes de mercado, vide reportagem anexa (Alpen-Maykestag).

Estes sais de tratamentos térmicos podem operar a temperaturas de até 1300ºC com garantia contra descarbonetações prejudiciais e com excepcional homogeneidade de temperaturas, mas devem ser fabricados utilizando-se matérias primas selecionadas e com qualidade assegurada.

Banhos de Sais são Meios Adequados aos Tratamentos Térmicos dos Aços-Ferramenta Os banhos de sais proporcionam excelente homogeneidade de temperaturas e reprodutibilidade de resultados, pois neles a transferência de calor entre o meio (sais fundidos) e a superfície das peças se dá principalmente por condução térmica, ao contrário de processos a gás e vácuo, em que a transferência ocorre principalmente por convecção e radiação.

Os banhos de sais possuem alto coeficiente de transmissão de calor e, portanto, as velocidades, tanto de aquecimento, quanto de resfriamento, das peças tratadas em banhos de sais são bem superiores àquelas obtidas pelos processos a gás ou a vácuo.

No caso específico dos aços-ferramenta, quanto maior for a velocidade de resfriamento, maior será o “grau de sub-resfriamento da austenita”. Consequentemente, maior será a quantidade de carbonetos complexos que ficará retida na austenita (não precipitados, principalmente nos contornos dos grãos) durante a etapa da têmpera. Esta é uma característica importante para permitir que pela ação do revenimento, realizado imediatamente após a têmpera, os carbonetos se precipitem finamente dispersos nas discordâncias do reticulado cristalino original, contribuindo para o bloqueio de seus movimentos. O principal efeito deste bloqueio é um aumento significativo da resistência à fadiga das ferramentas tratadas.

Pelo mesmo motivo (alto coeficiente de transmissão de calor), a Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 47

para não se tornarem economicamente inviáveis exigem montagem e tratamento de grandes cargas fechadas de peças que possam ser submetidas a um mesmo ciclo de tratamento térmico, os banhos de sais possuem versatilidade ímpar, pois permitem a qualquer momento que peças sejam neles inseridas ou retiradas.

Outra vantagem da utilização dos processos de banhos de sais consiste na possibilidade de se realizar tratamento parcial, em que parte da peça é tratada e parte permanece sem tratamento. Esta característica tem permitido o tratamento parcial de grandes quantidades de brocas de aço rápido em todo o mundo, garantindo desta forma que, em operação, as brocas possam ser firmemente agarradas pelo mandril.

Fig. 2. Instalação automática de tratamento térmico em banho de sal controlada por computador

utilização de banhos de sais permite que o tempo de exposição das peças a temperaturas elevadas seja mínimo, o que reduz a taxa de crescimento de grão austenítico e resulta em ferramentas com maior tenacidade.

Onde se requer o tratamento de ferramentas de grandes secções, muitas vezes os processos de banhos de sais são a única alternativa técnica disponível, pois, devido às suas propriedades únicas, permitem

ao mesmo tempo altas profundidades de transformação e reduzidas distorções das peças tratadas.

Associada aos menores tempos de aquecimento e resfriamento, a indiscutível versatilidade dos processos de banhos de sais permite uma alta produtividade, redução drástica dos tempos totais de tratamento e custos de processo. Ao contrário de processos a gás ou a vácuo, em que

Muitos Processos Podem ser Realizados em Banhos de Sais A tecnologia de banhos de sais compreende uma vasta gama de produtos e processos. Entre eles destacam-se: • Nitrocarbonetação; • Oxinitrocarbonetação; • Cementação; • Carbonitretação; • Têmpera; • Recozimento; • Normalização; • Revenimento e alívio de tensões; • Martêmpera; • Austêmpera;

Mais sobre banho de sais...

A empresa Alpen-Maykestag foi fundada em 1957 e tem sua matriz em Puch, cidade situada próxima a Salzburgo, na Áustria. Todo dia mais de 130.000 ferramentas de corte são produzidas, 80% tratadas termicamente em banhos de sais.

Em suas fábricas espalhadas pelo país são produzidas anualmente mais de 35 milhões de ferramentas de corte de metal como fresas, machos, alargadores e brocas de metal duro ou aço rápido sinterizado com alto conteúdo de vanádio e cobalto, com revestimento duro ou não. A empresa processa mais de 100 toneladas de aço de alta qualidade por mês para a fabricação de seus produtos. Todas as operações de tratamento térmico são efetuadas em instalações próprias de banhos de sais. Fatores determinantes da utilização de sais, como explica Gerhard Hummer, CEO da ALPEN-MAYKESTAG, são a facilidade de controle do processo de produção, alta produtividade com qualidade contínua e a possibilidade de tratar individualmente a cabeça e a haste onde é feita a fixa48 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

ção da broca. “Somente a cabeça é tratada, deixando a haste fora do processo. Isto é importante para fixar a broca em uso no mandril, sem que a haste deslize por ser temperada, como acontece com brocas tratadas a vácuo, por exemplo”. A empresa exporta mais de 70% de sua linha de produtos mundialmente e utiliza os sais de tratamento térmico da empresa Durferrit, da Alemanha.

Banho de Sal

processo e compatibilidade ambiental receberam atenção especial e se beneficiaram de significativos avanços científicos e tecnológicos, como pode ser visto nas Fig. 1 e 2.

Modernas instalações de banhos de sal controladas por computador estão cada vez mais presentes nos grandes centros industriais do mundo e normalmente distinguem-se: • Pelo elevado grau de automação; • Pela alta tecnologia de controle da instalação; • Pela abrangência de registro dos dados de tratamento das cargas; • Pelo cumprimento exato dos tempos de tratamento e de transferência; • Pela rápida e precisa transferência da carga; • Pelo processamento otimizado dos lotes; • Pela operação isenta de efluentes líquidos; • Por um ambiente de trabalho limpo e por sua alta segurança operacional.

Este aperfeiçoamento contínuo vem garantindo a crescente presença da tecnologia de banhos de sais entre as mais modernas técnicas de tratamentos térmicos em todo o mundo, e especialmente em países da Europa, cuja regulamentação ambiental é extremamente exigente e restritiva. IH

• Tratamento térmico de ligas não ferrosas; • Limpeza de superfícies metálicas; • Oxidação negra de aços; • Aditivos para água de resfriamento; • Transferência de calor; • Vulcanização de borrachas.

Os processos de banhos de sais vêm sendo utilizados e difundidos no Brasil de forma crescente, a exemplo do extenso desenvolvimento já alcançado ao longo de décadas nos modernos pólos industriais de países da Europa, Ásia, América do Norte e, atualmente já fazem parte da cadeia produtiva das principais empresas das indústrias automobilística, metalúrgica, de máquinas e equipamentos, aeroespacial, de ferramentas, têxtil, bélica, de componentes hidráulicos, de construção, de energia, alimentícia, entre outras.

Evolução do Mercado dos Banhos de Sais Qual tem sido a evolução desse tipo de tratamento considerando-se seus aspectos tecnológicos (processos, conhecimento, equipamentos etc.)?

Ao logo das últimas décadas, não apenas os processos de banhos de sais em si, mas também a tecnologia de suas instalações foram objetos de grandes investimentos e contínuo aperfeiçoamento, tornando-os soluções modernas, sustentáveis e totalmente compatíveis com o meio ambiente.

Aspectos como automação, controle de

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Forno a Vácuo com Tempera Similar ao Óleo p.11 Tratamento Térmico sob Vácuo - parte II p.16 Peças melhores com controle da difusão de carbono p.20 Metais Refratários em Fornos e Componentes p.25 Uma Publicação

Economia de Energia é Igual a Reduzir Custos pág.18 Sinterização de Alto Rendimento por Plasma pág.22 Fluidos de têmpera: ARCHEM cresce e Nitrocarbonetação Iônica investe no segmento pág.12 em Banhos de Sais pág.27

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Nitretação a Gás p.45 Nitretação em Banhos de Sais p.50 Revestimento PVD p.53 Controle Pulse Firing p.56 Tijolos Isolantes Refratários p.61

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28/09/2011 17:09:46

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 49

Combustão

Novas Regras Para as Linhas de Gás Natural nos EUA John R. Puskar – CEC Combustion Safety; Cleveland, Ohio, EUA

Fig. 1 Consequências na Kleen Energy

Recentes acidentes levaram a Associação Norte-Americana de Proteção contra Incêndios (NFPA) a adotar uma série de alterações na norma NFPA 54 (relativa a manuseio de gás natural)

E

stimulados pelas recentes explosões na estação de força da Kleen Energy que estava sendo construída em Middletown – Connecticut - e na usina ConAngra em Garner – Carolina do Norte, a National Fire Protection Association (NFPA) adotou mais de 40 mudanças no código nacional de gás combustível norte-americano (National Fuel Gas Code - NFPA 54). As mudanças fornecem novos procedimentos para a purga das linhas de gás, processo que provocou inúmeras explosões, lesões e até mortes nos anos recentes, incluindo 6 mortes e milhões de dólares gastos com os danos da Kleen Energy, em fevereiro passado (Figura 1). É a hora de os profissionais de gestão de riscos e de segurança entenderem melhor o projeto e as exigências de segurança da operação de purgar tubulações de gás natural. Muitos não têm ideia de que as regras mudaram recentemente, proibindo a liberação de linhas de gás natural dentro de prédios quando os mesmos estão em construção ou manutenção. De acordo com a NFPA, as novas exigências foram projetadas para exigir que a purga seja feita do lado de fora de qualquer prédio industrial e de grandes prédios comerciais ou residenciais.

Outras mudanças nas normas proíbem que a purga das linhas de gás seja feita utilizando gás natural – uma prática comum nas

Fig. 2. Trem de combustível para treinamentos simulados

50 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

empresas – e muda a forma na qual os eventos da purga devem ser monitorados no local. A lista completa com as mudanças pode ser encontrada em nfpa.org.

Mal-Entendido Leva ao Desastre Se você estiver planejando adquirir um equipamento, comissioná-lo em serviço ou mesmo construir uma planta, seja nos EUA ou em outro país, isto é algo no qual você deveria prestar atenção. O U.S. Chemical Safety Board relata que o processo de purga está associado a pelo menos sete grandes explosões desde 1997, as quais provocaram a morte de dezenas e feriram centenas.

Sempre que uma linha de gás é instalada, aumentada ou reparada, ela precisa ser purgada para remover misturas explosivas de ar e combustível. Se o gás natural for enviado para um tubo contendo ar, isto poderá criar um local no qual o tubo tenha uma mistura inflamável. Se esta mistura se mover na direção de um queimador ou de uma fonte de ignição, você essencialmente criou uma bomba no tubo.

A purga não pode ser confundida com ventilação. O termo ventilação é utilizado para descrever a liberação do gás quando uma seção do tubo é aberta e o gás é então liberado para o ambiente. Isto deve ocorrer abrindo-se a flange, uma união ou o vento de purga. A purga é diferente. Ela envolve o uso de um meio inerte, como o nitrogênio, para puxar o gás para fora do tubo até o seu final. Há diferentes tipos de purgas que dependem da taxa do fluxo e da velocidade do meio de purga.

O projeto da tubulação do gás, a operação e os procedimentos de segurança requerem um especialista com alto nível alto de expertise. Aqueles responsáveis pela gestão dos riscos precisam se assegurar de que todos na organização conheçam as regras e entendam o que precisa ser feito para proteger as instalações. Engenheiros e projetistas precisam estar totalmente treinados com as exigências do código e com os projetos práticos para a tubulação de gás natural.

Os contratantes devem estar especialmente cientes das exigências de segurança e das necessidades de treinamento dos trabalhadores quando da realização da purga em tubulações de gás natural.

Combustão

Pouquíssimos entendem as exigências atuais. É pouco provável que mesmo a seguradora da sua empresa entenda completamente para poder direcioná-lo. Assunto agravado pela recente explosão de um gasoduto em San Bruno, na Califórnia, muitas empresas e suas seguradoras já não estão dispostas a assumir a responsabilidade para purgar as linhas de gás, sem que tenham o apoio de um profissional terceirizado.

Os acontecimentos recentes ilustram graficamente os riscos inerentes de uma tubulação de gás natural mal projetada, comissionada de forma mal planejada e casual. Além do risco óbvio de morte e lesões, explosões na escala do desastre da Kleen Energy podem causar danos extremos à propriedade no valor de centenas de milhões de dólares, causando perda significativa no tempo de produção e prejudicando de forma irreversível a reputação da empresa.

Planejando uma Purga Segura Em nossa experiência, verificamos que

muitos projetistas, engenheiros, contratantes e trabalhadores da manutenção não entendem que os reparos em uma tubulação de gás natural são bem diferentes das tubulações de fluídos ou ar, as quais são bem mais familiares. Além disto, as tubulações de gás requerem conhecimentos e treinamentos especiais. Há, frequentemente, uma grande e perigosa falta de conhecimento entre aqueles que rotineiramente gerenciam ou fazem os reparos nas tubulações de gás (Figura 2). Entretanto, se um bom plano for preparado pelos engenheiros experts e as corretas precauções forem tomadas pelos contratantes, você conseguirá ter um projeto livre de incidentes.

Considere esta pequena lista de tarefas que são importantes e questões-chave ao fazer o planejamento do reparo de uma tubulação de gás: • Há um plano de purga escrito (pré-reparo e pós-reparo) que identifique todas as pressões de teste necessárias e as normas que devem acompanhá-lo? Todos na equipe entendem o plano e o que cada um

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Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 51

Combustão

Fig. 3. Bloqueio de uma válvula manual

deve fazer na execução?

• Há um plano preparado de reintrodução do gás? A reintrodução e o start-up foram discutidos com a equipe, incluindo quaisquer riscos?

• Os serviços de emergência ou bombeiros locais foram envolvidos no planejamento? Há equipamentos para controle do fogo localizados próximo, para uso dos trabalhadores?

• O projeto da tubulação de gás foi revisto considerando-se possíveis problemas mecânicos, incluindo os materiais das tubulações, as válvulas e os acessórios selecionados, os pontos de purga e os isolamentos? Onde estão os pontos de isolamento, e como o isolamento será feito com segurança?

• Há um isolamento do gás natural e um plano de bloqueio do equipamento? Há um plano para a limpeza das linhas e para retestar as válvulas automáticas antes que o processo seja reiniciado? Verifique se todas as válvulas especiais de fechamento estão em funcionamento. Verifique se toda a tubulação está devidamente marcada.

• O equipamento de gás está (ou deveria estar) envolvido no processo de purga? Há quaisquer requisitos especiais para os mesmos?

• Você já determinou a quantidade de nitrogênio necessário para a purga, checou as fugas e verificou como o nitrogênio será introduzido na tubulação? Será que todos entendem os riscos de se trabalhar com o nitrogênio? Realize, como parte do processo de planejamento, treinamentos de segurança no uso de nitrogênio.

• Para onde a purga será direcionada? Qual a direção dos ventos? Há ventaneiras ou exaustores de ar próximos? Se for ocorrer uma purga de tubulações de alta pressão ou a liberação de pressão, a modelagem de uma pluma pode ser útil.

• Todos os serviços elétricos estão seguros na área da purga de gás e onde a ventilação do gás natural irá ocorrer? Uma explosão só pode ocorrer quando uma fonte de ignição está próxima.

• Não deve haver nenhum trabalhador, exceto aqueles que irão fazer a purga, no local onde a purga do gás irá ocorrer. Não deve ser permitida a presença de expectadores.

• Documente todos os resultados dos testes de pressão (ou seja, as pressões dos testes e por quanto tempo elas foram mantidas).

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Combustão

Quais Códigos e Regras se Aplicam?

Há diversos códigos que podem ter alguma aplicação no reparo de uma tubulação de gás natural. Como já discutimos, o principal código que se aplica à tubulação de gás natural é o NFPA 54: O Código Nacional de Gás Combustível norte-americano. As regras são bastante longas, e é necessário tempo e esforço para compreender completamente a intenção e as exigências do código e as mudanças recentes. Muitas vezes nos deparamos com empresas de consultoria em engenharia e empreiteiras que não entendem as exigências básicas do código. O resultado desta falta de conhecimento muitas vezes aparece em um projeto de planta que não possui pontos de isolamento e / ou pontos de purga. Parece ser dada pouca atenção aos requisitos da NFPA na instalação da tubulação de gás ou em como a linha de gás será comissionada ou inspecionada após a instalação ou mesmo reparada no futuro.

Outro código importante a ser considerado é o OSHA 1910.147 para bloqueio / etiquetagem de fontes de energia perigosas. Muito tem sido escrito sobre esses requisitos e a maioria dos trabalhadores fez alguma tentativa de cumpri-lo - pelo menos para dispositivos elétricos. No entanto, os requisitos da OSHA abrangem também os sistemas de outros tipos de plantas, tais como gás natural e tubulações a vapor. Por exemplo, muitas vezes encontramos um bloqueio em desconexões elétricas, mas raramente em uma válvula de gás fechada (Fig. 3).

Mesmo quando os trabalhadores se atentam ao isolamento do equipamento de forma correta, uma área que muitas vezes é esquecida é a válvula macho lubrificada utilizada nas linhas de gás. As válvulas macho lubrificadas, que representam 60-80% dos sistemas de fechamento manuais das tubulações de gás natural, têm um pequeno vazio entre o plugue e o corpo da válvula. Se um selante não for aplicado anualmente, como exigido pelo código e pelo fabricante, o gás vazará pelo plugue, mesmo quando a válvula estiver na posição fechada. Descobrimos que a maioria das empresas não tem o conhecimento necessário ou o equipamento para selá-los, e a se-

lagem nunca foi realizada durante a vida da válvula. Desta forma, o fechamento ou bloqueio de uma válvula em condições não adequadas não irá isolar a fonte de energia. A questão mais grave é que se a selagem não for realizada regularmente pode se tornar impossível o fechamento da válvula. Isto significa que não será possível cortar o fornecimento de gás no caso de uma emergência.

Controlando os Riscos Por fim, quem é o responsável pela tubulação de gás natural e pela segurança durante a purga? Os engenheiros de projeto podem preparar os desenhos considerando os códigos e as normas aplicáveis, mas, pode ser que nunca visitem o local do projeto. O gerente do projeto deve garantir que o projeto atenda a estas normas e códigos, mas, geralmente, está consumido com cronogramas e orçamentos.

Os empreiteiros estão focados em atender às especificações do projeto, manter o cronograma e terem lucro. O diretor de segurança do projeto, em geral, está preocupado com bloqueios, perigos de viagem, escorregões e quedas, amarrações e outros problemas mais comuns. A maioria dos inspetores locais não entende os detalhes intrínsecos ao comissionamento da tubulação de gás, porque não há quaisquer regulamentações locais às quais o projeto deva obedecer.

Quando a responsabilidade pela segurança da purga de uma tubulação de gás é responsabilidade de todos, então, não há nenhum responsável. Pessoas muito experientes estavam realizando o trabalho nos desastres mais recentes. Mas no calor da batalha, muitas coisas podem e são esquecidas. Existem inúmeras tensões diárias e pressões em um canteiro de obras. É por isso que o planejamento adequado e o compromisso com a segurança vindo de cima para baixo é necessário para fornecer uma disciplina focada que pode fazer a diferença entre o sucesso e o fracasso. IH Para mais informações, contate: John R. Puskar, P.E., Dirigente da CEC Combustion Safety, Ohio, EUA, tel: +1 216-826-3473; e-mail: jpuskar@ combustionsafety.com; web: www.combustionsafety.com. Ele atua como substituto nas comissões da NFPA 86 e CSD-1 ASME.

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 53

Óleo de Têmpera

Redução da Distorção de Ligas de Alumínio por Meio de Têmpera em Solução Aquosa de Polímero

Patrícia Mariane Kavalco, Rosa L. Simencio Otero e Lauralice C. F. Canale - USP, Escola de Engenharia de São Carlos; São Carlos, SP George E. Totten - Portland State University; Portland, Oregon, EUA A tradicional água quente é geralmente escolhida como uma alternativa à têmpera com água fria na redução de distorção de ligas de alumínio tratáveis termicamente. No entanto, os níveis de redução são geralmente modestos e é necessária a utilização de meios de resfriamento mais eficazes

N

o tratamento térmico, o alumínio é solubilizado a temperaturas geralmente na faixa dos 400 a 540ºC. Durante a solubilização, alguns elementos de liga são redissolvidos para produzir uma solução sólida rica em soluto. O objetivo desse processo é maximizar a concentração de elementos de endurecimento que incluem o cobre, zinco, magnésio e/ou silício na solução sólida. A concentração e taxa de dissolução desses elementos aumentam com a temperatura. Portanto, as temperaturas de solubilização são geralmente próximas à temperatura liquidus da liga [1, 2].

Se a liga de alumínio é resfriada lentamente de uma elevada temperatura, os elementos de liga precipitam e se difundem da solução sólida para se concentrarem nos contornos de grão, pequenos vazios, sobre as partículas não dissolvidas, em discordâncias, e outras imperfeições na estrutura molecular do alumínio [2]. Para atingir propriedades ótimas, é desejável retardar esse processo de difusão e manter

Resistência a tração, ksi

84 80 Patamar mínimo 76 72 68 64

90 100 120 140 160 180 200 Temperatura da água, °C

Fig. 1. Resistência à tração de uma placa de alumínio 7075 de 25,4 mm de espessura em função da temperatura da água

54 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

os elementos de liga em solução sólida. Isso é feito por meio de têmpera a partir da temperatura de solubilização. Para as ligas forjadas endurecíveis: 2xxx, 6xxx e 7xxx e ligas fundidas como a 356, isso é feito pelo processo de têmpera no qual o objetivo é resfriar de uma forma suficientemente rápida para evitar indesejáveis concentrações de elementos de liga em uma estrutura de defeito e contorno de grão.

Após a têmpera, as ligas de alumínio são envelhecidas para que uma fina dispersão de elementos e compostos se precipitem e isso aumente significativamente a dureza do material. Os processos de difusão e precipitação cinética variam de acordo com a composição da liga.

O processo de resfriamento de ligas de alumínio endurecíveis pelo envelhecimento não afeta apenas as propriedades como dureza e ductilidade, mas também afeta a tensão térmica. Tensões térmicas são geralmente minimizadas pela redução da taxa de resfriamento a partir da temperatura de solubilização. Porém, se a taxa de resfriamento for muito pequena, uma precipitação indesejável no contorno de grão vai acontecer. Se a taxa de resfriamento for muito elevada, existe um aumento na propensão à distorção. Portanto, um dos primeiros desafios no projeto do processo de têmpera é determinar condições de têmpera que otimizem a dureza e ao mesmo tempo minimizem a distorção, evitando propriedades indesejáveis como, por exemplo, corrosão intergranular que também é dependente da taxa de resfriamento [3].

Existem muitos processos e meios de têmpera que são utilizados no tratamento térmico do alumínio e muitos são descritos na literatura [1]. Entretanto, desses meios potenciais, água fria (10 a 32ºC) é a mais comumente usada com o intuito de maximizar as propriedades mecânicas [4]. Quando ocorrem distorções ou trincas, tanto água quente (60 a 71ºC) [1] como soluções de polímeros são usadas na têmpera [5-8]. Atualmente, o polímero mais comumente usado na indústria como meio de têmpera para o tratamento térmico do alumínio é uma solução aquosa de um copolímero específico (PAG - poli -alquil -glicol) [9]. Esse artigo focará apenas em meios de têmpera à base de

Óleo de Têmpera

700 600

427

Temperatura, ˚C

7075-T6 2014-T6

MPa

500

6071-T6

400

6061-T6

300 200 1

482

7178-T6

200

371 316 260 204 75

130

160

149 93

10

10 10 10 Taxa de resfriamento,˚C/seg 2

3

4

0

4

8

12

16

20

Tempo, s

Fig. 2. Dependência da taxa de resfriamento na resistência à tração para várias ligas

Fig. 3. Curvas de resfriamento como função da temperatura da água para chapas de alumínio 7075 de 12,7 mm

água e PAG, definido pela AMS 3025 como Tipo I [10,11]. O objetivo desse artigo é fornecer uma visão geral da têmpera de alumínio e minimização de distorção e trincas.

temperada de uma liga de alumínio. Isto é ilustrado na Fig. 1, na qual é mostrado que a resistência à tração da liga AA7075 diminui quando a temperatura da água é superior à faixa de 55 a 60ºC. Entretanto, as taxas de resfriamento relativamente altas associadas com resfriamento em água fria geram grandes gradientes de temperatura entre seções grossas e finas, que, geralmente, resultam em elevada tensão residual, distorção e, às vezes, trincas. O aumento da temperatura da água re-

Discussão Água fria, principalmente quando com elevada agitação, é um excelente meio de resfriamento para maximizar a dureza de uma parte

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 55

Óleo de Têmpera

482

Tabela 1. Propriedades físicas do meio de têmpera Tipo I definido pela AMS 3025

Temperatura, ˚C

427

Propriedades Físicas

371 40%

316 260 204 149 93

H 2O

8%

20% 12%

30%

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Tempo, s Fig. 4. Curvas de resfriamento para chapas de liga de alumínio de 25,4 mm temperadas em diferentes concentrações de polímero do Tipo I

duz esses gradientes de temperatura e, portanto, pode resultar em uma redução correspondente na tensão residual e distorção.

O copolímero PAG, que é talvez o mais comumente especificado para aplicações em têmperas de alumínio, é designado como “Tipo I” pela AMS 3025 [10]. Tipo I é uma solução aquosa de copolímero PAG

Água destilada

Faixa de Especificação 45-48%

Peso específico (20ºC)

± 0.005

Índice de refração (20ºC)

1.4140 ± 0.0005

Viscosidade (cS @ 38ºC)

535 ± 70

Viscosidade, 20±0,5% por volume com água destilada (cS 38ºC)

5.5 ± 0.5

Temperatura de separação (°C)

74 ± 3 (165 ± 5)

e aditivos e é definido pelas propriedades físicas descritas na Tabela 1.

Além das propriedades físicas do meio de têmpera, existem requisitos específicos de desempenho que também são solicitados, como: taxas de resfriamento da amostra de liga de alumínio, dados das curvas de resfriamento, propriedades de tração e resistência à corrosão intergranular. Para qualificar adequadamente o Tipo 1 que será usado, é interessante que o usuário exija todos os dados necessários e especificamente os descritos na AMS 3025 [10], e não apenas as propriedades físicas do meio.

Os valores das propriedades físicas na Tabela 1, juntamente às propriedades de desempenho requisitadas, especificam de forma geral a composição de um meio de têmpera Tipo I. Por exemplo: 1. Viscosidade: com teor de água constante, é um indicativo do

Fig. 5A. Chapa de AA2024-T4 (1,6 mm) temperada em água a 30ºC com agitação (0,7x10-3 m3/s) - Distorção total média dos três painéis mostrados é de 36,36 ± 27,60 mm

24˚C

600

Fig. 5B. Chapa de AA2024-T4 (1,6 mm) temperada em água a 70ºC com agitação (0,7x10-3 m3/s) - Distorção total média dos três painéis mostrados é de 34,39 ± 18,61 mm

Nível de tensão

500

400

300

200

100

Fig. 5C. Chapa de AA2024-T4 (1,6 mm) temperada em solução aquosa de polímero 12% Aquaquench 260 (Houghton Brasil Ltda) a 40ºC com agitação (0,7x10-3 m3/s) - Distorção total média dos três painéis mostrados é de 5,77 ± 2,04 mm

56 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Água

Tipo 1 10% Tipo 1 20%

0 10 20 30 40 50 60 70 80 Área do furo, % material removido

Fig. 6. Comparação da tensão residual para têmperas de alumínio A 356 fundido em água quente e em diferentes concentrações do polímero Tipo I pelo Método Bore-Out de Sach

Óleo de Têmpera

peso molecular do copolímero (tamanho).

2. Índice de refração: mesmo sendo um método de caracterização muito antigo, tem sido relacionado com os valores de refratância molar (estrutura) de compostos químicos e suas concentrações.

3. Peso específico: mesmo não sendo um parâmetro crítico, é geralmente usado em processo de engenharia química como um indicador de composição e concentração.

4. Viscosidade da solução diluída: é uma validação de que o peso molecular do polímero e concentração do polímero estão corretos e sendo utilizados.

5. Temperatura de separação: é um indicativo da composição química do copolímero PAG sendo usada para formular o meio de têmpera.

Portanto, esses valores refletem a composição química do copolímero, o peso molecular, a concentração e o teor de aditivo.

Embora testes adicionais possam ser realizados, eles provavelmente não serão necessários, pelo menos para o meio de têmpera como recebido pelo fornecedor. Além disso, as propriedades de tração, resistência à corrosão intergranular e as taxas de resfriamento de liga devem ser determinadas para a certificação adequada do meio de têmpera, como já exigido pela AMS 3025. As propriedades mecânicas das ligas de alumínio tratadas termicamente devem pelo menos satisfazer os requisitos mínimos do Military Standardization Handbook 5D [12]. As indicações dos fabricantes não são suficientes para qualificar o meio de têmpera a ser utilizado. As concentrações do meio de têmpera Tipo I recomendadas e as condições de tratamento térmico de peças de liga de alumínio fundidas e forjadas são fornecidas na AMS 2770 e AMS 2771 respectivamente [13,14].

O máximo atingível pelas propriedades de resistência depende da taxa de resfriamento entre 400 e 290ºC. Geralmente, taxas de resfriamento mais rápidas fornecem maior resistência, até um certo limite. Isso é mostrado na Fig. 2 [15]. Como mostra a Fig. 3, as taxas de resfriamento decrescem com o aumento da temperatura da água e a Fig. 4 mostra que as taxas de resfriamento decrescem com o aumento da concentração do polímero [4].

Entretanto, taxas de resfriamento crescentes aumentam os gradientes térmicos que gera

um aumento na tensão térmica e o potencial para uma distorção acentuada. Gradientes térmicos são reduzidos por meio da redução da taxa de resfriamento. (É por isso que água “quente” ou fervente é utilizada.) Existe uma “janela” na taxa de resfriamento que deve ser identificada para obter a resistência mínima ótima projetada e a tensão residual e distorção mínimas. A posição e largura da janela é uma função da temperabilidade específica da liga e da geometria da peça.

Apesar da têmpera em água quente ser comumente realizada para reduzir o gradiente térmico entre a superfície e o núcleo das ligas de alumínio e, portanto, para reduzir a distorção, é muitas vezes insuficiente para produzir a minimização ideal da distorção, particularmente de chapas finas e componentes em placa. As Fig. 5A e 5B mostram que a têmpera em água de uma chapa de 1,6mm da liga de alumínio AA 2024, tanto em água quente (70°C) quanto em água fria (30°C) produziu elevadas distorções. Comparando a Fig. 5C com a Fig. 5A e com a Fig. 5B, a distorção observada é drasticamente menor que a obtida quando as amostras de AA2024 foram temperadas em uma solução aquosa de polímero Tipo I a 12% a 40ºC. Esses exemplos, juntamente a outros exemplos já publicados [1,4,7] mostram claramente a vantagem de utilizar meios Tipo I para reduzir de distorção em têmperas de ligas de alumínio. Nesses casos, um meio aquoso de copolímero PAG deve ser usado.

Em outros estudos, Suttie relatou que o meio de têmpera Tipo I proporcionou significativa redução na distorção de 7075-T6 forjados em relação à água fria, gerando também um aumento substancial na resistência à tração em relação à água quente [16]. Resultados semelhantes foram relatados por Collins e Maduell para a mesma liga [17].

Em uma série de estudos têm sido mostrado que as têmperas com polímero Tipo I oferecem uma redução na tensão residual significativamente maior do que a água quente. A Fig. 6 apresenta os resultados de estudos conduzidos pelo método Bore-Out de Sach em A 356 fundido comparando a tensão residual obtida pela têmpera em água fria e na têmpera do Tipo I com diferentes concentrações [18]. Esses dados mostram a redução substancial na tensão residual obti-

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Óleo de Têmpera

da na têmpera, conforme as concentrações do polímero Tipo I aumentam até 30% em volume.

Torgerson e Kropp conduziram uma extensa comparação da tensão residual e outras propriedades mecânicas quando usada têmpera em água quente e o Tipo I em várias concentrações para placas e forjados de 7050-T736 [19]. Eles descobriram que a têmpera com o Tipo I forneceu distorção mínima cumprindo os mínimos de projeto para forjados de até 5 centímetros de espessura.

Tensi et.al. compararam as curvas de resfriamento obtidas pela têmpera em uma amostra de alumínio (AlMgSiCu) tendo como meio uma solução aquosa (água destilada a 25ºC) com 10% em volume de polímero Tipo I [20] e apenas água destilada a 25ºC. A temperatura inicial de ambas as amostras na têmpera foi de 520ºC. Ambas as amostras foram limpas com lixa abrasiva nº 600 antes de cada teste. O filme de polímero formado ao redor da superfície da amostra rompeu de forma simultânea ao redor de toda a superfície. Esse fenômeno é chamado de remolhamento “explosivo”, que acontece na têmpera com polímero Tipo I enquanto na água o processo de remolhamento é mais lento e apresenta três diferentes mecanismos de ebulição que frequentemente ocorrem simultaneamente na superfície da amostra. O processo de remolhamento mais lento obtido com a água leva a gradientes térmicos substanciais durante a têmpera, e tensões residuais e distorções maiores do que as obtidas com o polímero Tipo I. Esse processo de molhamento não uniforme é o principal motivo para o aumento da distorção observada na têmpera de placas de alumínio, tanto em água quente como fria, quando comparado com a têmpera em solução de polímero do Tipo I, como mostrado na Fig. 5, causando também maior tensão residual, conforme ilustrado na Fig. 6.

Amostras de prata também são usadas para avaliar a severidade da têmpera exibida por diferentes meios (recentemente foi publicada a ASTM D7646 que fornece um método de teste padronizado utilizando amostras de prata para modelar o desempenho da têmpera de alumínio [21]).

Conclusão Essa discussão mostrou que a têmpera com polímero PAG Tipo I, como definido na AMS 3025, fornecerá uma diminuição substancial na tensão residual e na distorção em relação à encontrada com água fria e quente. A razão disso é que o mecanismo de resfriamento em água envolve um processo inerente de molhamento não-uniforme que produz um gradiente térmico consideravelmente maior que a têmpera com polímero Tipo I. Embora o aumento na concentração do Tipo I produza propriedades de resistência proporcionalmente menores, os mínimos de projeto dados pela Military Standardization Handbook 5D para o tamanho da seção e liga podem ser alcançados seguindo as diretrizes de concentração especificadas na AMS 2770 e AMS 2771. IH Para mais informações, contate: Lauralice Canale, lfcanale@sc.usp.br ou Rosa Simencio Otero, rosa_simencio@yahoo.com.br - Universidade de São Paulo - Escola de Engenharia de São Carlos - Departamento de Engenharia de Materiais.

58 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Referências [1]. TOTTEN, G.E.; WEBSTER, G.M.; BATES, C.E. “Capítulo 20 – Quenching” no Handbook of Aluminum – Volume 1: Physical Metallurgy and Processes, Eds. Totten, G.E; MacKenzie, D.S. 2003, CRC Press, Boca Raton, FL, p. 971-1062.

[2]. CROUCHER, T. “Quenching of aluminum alloys: what this key step accomplishes”, Heat Treating, 1982, Vol. 14, No. 5, May, p. 20-21.

[3]. KAVALCO, P.M.; CANALE, L.C.F.; TOTTEN, G.E. “Quenching Fundamentals – Quenching of Aluminum Alloys: Cooling Rate, Strength and Intergranular Corrosion”, Heat Treating Progress, 2009, Vol. 9, No. 6, November/December, p. 25-30.

[4]. CROUCHER, T. “Using Polyalkylene Glycol Quenchants to Effectively Control Distortion and Residual Stresses in Heat Treated Aluminum Alloys”, J. ASTM International, 2008, Vol. 5, No. 10, Paper Number JAI 101769.

[5]. CROUCHER, T. “Water Quenching Procedures for Aluminum Alloys”, Heat Treating, 1982, September, p. 18-19.

[6]. CROUCHER, T. “Applying Synthetic Quenchants to High-Strength-Alloy Heat Treatment”, Metals Engineering Quarterly, 1971, May, p. 6-11.

[7]. CROUCHER, T. “Synthetic Quenchants Eliminate Distortion”, Metal Progress, 1973, November, p. 52-55.

[8]. TOTTEN, G.E.; BATES, C.E.; JARVIS, L.M. “Quench Factor Analysis: Polymers vs. Hot Water”, Heat Treat., 1989, May, p. 38-40.

[9]. BLACKWOOD, R.R.; CHEESMAN, W.D. “Metal Quenching Medium”, U.S. Patent 3,220,893, November 30, 1965.

[10]. SAE AMS 3025:2009, “Polyalkylene Glycol Heat Treat Quenchant”, SAE World Headquarters, 400 Commonwealth Drive, Warrandale, PA 15096-0001, USA. [11]. TOTTEN, G.E.; BATES, C.E.; JARVIS, L.M. “Type I Quenchants For Aluminum Heat Treating”, Heat Treat., 1991, December, p 16-19.

[12]. “Metallic Materials and Elements for Aerospace Vehicle Structures”, Military Standardization Handbook 5D, June, 1983.

[13]. SAE AMS 2770H:2006, “Heat Treatment of Wrought Aluminum Alloy Parts”, SAE World Headquarters, 400 Commonwealth Drive, Warrandale, PA 15096-0001, USA. [14]. SAE AMS 2771C:2004, “Heat Treatment of Aluminum Alloy Castings”, SAE World Headquarters, 400 Commonwealth Drive, Warrandale, PA 15096-0001, USA. [15]. CHEVRIER, J.C.; SIMON, A.; BECK, G. “Optimal Cooling Rate and Process Control in Metallic Parts Heat Treatment”, Heat Mass Transfer Metall. Syst., Seminar. Int. Cent. Heat Mass Transfer, 1981, Hemisphere Press, Washington, D.C., p. 535-544.

[16]. SUTTIE, N.R. “The Use of Polymer Quenchants for Aluminum Heat Treatment”, Heat Treatment of Metals, 1979, Vol.1, p. 19-21.

[17]. COLLINS, J.F.; MADUELL, C.E. “Polyalkylene Glycol Quenching of Aluminum Alloys”, Materials Performance, 1977, July, p. 20-23.

[18]. Technical Brochure, “UCON® Quenchant A - Quenching Aluminum Alloys for Minimal Distortion and Low Residual Stresses”, Available from Tenaxol Inc., 1001 East Centralia Street, Elkhorn, WI 53121 USA, Tel: 414-4761400, FAX: 414-476-4297, Internet: www.Tenaxol.com.

[19]. TORGERSON, R.L.; KROPP, C.J. “Improved Heat Treat Processing of 7050 Aluminum Alloy Forgings Using Synthetic Quenchants”, 22nd National SAMPE Symposium, 1977, p. 111-132.

[20]. TENSI, H.M.; STITZELBERGER-JACOB, P.; TOTTEN, G.E. “Quenching Fundamentals: Surface Rewetting of Aluminum”, Adv. Mat. and Proc., 1999, Vol. 156, No. 5, p. H15-H20.

[21]. ASTM D7646-10, “Standard Method for Determination of Cooling Characteristics of Aqueous Polymer Quenchants for Aluminum Alloys by Cooling Curve Analysis”, ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA, 19428-2959 USA.

Refratários

Desenvolvimento de Refratário Monolítico para os Fornos de Fusão e Espera para Alumínio Andy Wynn, John Coppack e Tom Steele - Morgan Thermal Ceramics; Augusta, Georgia, EUA

Com o aumento do empenho dos produtores de alumínio para aumentar sua produtividade, o ambiente dentro dos fornos de espera e de fusão do alumínio vem se tornando cada vez mais adverso.

As temperaturas da câmara estão aumentando e estão sendo utilizados fluxos mais agressivos, necessitando de operações mais frequentes e mais severas de limpeza da parede refratária

U

m requisito fundamental para a manutenção dos altos níveis de produtividade é a necessidade de minimizar a frequência e a duração do tempo de parada do forno. Os materiais refratários resistentes ao alumínio desenvolvidos no passado para estas aplicações agora estão sendo usados além das fronteiras previstas no projeto original já que atualmente as condições são mais agressivas para os revestimentos refratários. Como resultado, seu desempenho em serviço está sob ameaça, sendo necessárias manutenções cada vez mais frequentes nos refratários. A fim de minimizar o tempo de parada dos fornos, faz-se necessário o desenvolvimento de uma nova classe de revestimentos resistentes ao alumínio, especialmente projetada para atuar nos ambientes operacionais atuais.

Ao longo dos últimos 30 anos, um grupo de tecnologias para os refratários monolíticos emergiu e tem sido projetado especificamente para atuar no ambiente dos fornos de fusão e espera de alumínio. Estas classes de refratários resistentes ao alumínio, em geral, contem aditivos de “não-molhamento”, em particular nas Teto Porta

Paredes Superiores Chaminé

Batentes Zona de Formção do Monolítico

Bloco dos Queimadores Paredes Baixas

Rampa

Soleira Sub Soleira

Fig. 1. Zonas de revestimento refratário em um forno de espera de alumínio líquido

áreas de contato com o metal, para minimizar a interação entre o refratário e o alumínio líquido, suprimindo assim os danos ao revestimento devidos ao "crescimento do coríndon".[1] A Morgan Thermal Ceramics (MTC) desenvolveu recentemente um material monolítico específico para melhorar o desempenho na zona da superestrutura - teto, paredes superiores e as áreas de combustão - que estão em contato com níveis excessivamente elevados de vapor alcalino e sujeitos ao choque térmico. Este artigo revisa as condições de operação encontradas nas áreas da superestrutura (Fig. 1) em um forno de fusão e espera típico e as implicações diretas no projeto e desempenho do material refratário monolítico.

O melhor comportamento apresentado pelo novo material monolítico desenvolvido, em relação aos critérios de desempenho nestas regiões do forno, é demonstrado laboratorialmente por comparação com os materiais existentes, e atuais líderes de mercado, utilizando métodos de ensaios padronizados pela indústria.

Parâmetros Chave de Desempenho Para entender as condições de funcionamento na região da superestrutura de um forno de espera de alumínio líquido, a MTC trabalhou com diversos produtores de alumínio líderes de mercado. Estudou as práticas de trabalho e as condições de operação dos fornos e analisou os refratários após o uso, a empresa identificou que os dois fatores principais que limitam a vida em serviço dos refratários são o vapor alcalino excessivo e os choques térmicos excessivos.

O aumento da utilização de pós fluxantes mais poderosos para propiciar uma maior produtividade e as composições de ligas mais exóticas, aliadas com as temperaturas mais elevadas na câmara (em particular nos fornos de fusão), está causando concentrações mais elevadas de vapor alcalino nas regiões superiores da câmara.

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 59

Refratários

Módulo de Elasticidade Mantido, %

100

Fig. 2. Molde e amostras para o ensaio de resistência aos álcalis

No estado de vapor, estes álcalis podem facilmente entrar nos revestimentos refratários atravessando a estrutura porosa e reagindo quimicamente com os materiais básicos. Tais reações podem conduzir, com certa frequência, a efeitos de expansão, causando mudanças extremas no volume, as quais inicialmente provocarão rachaduras podendo chegar a falhas catastróficas no revestimento. A taxa de ataque químico é afetada pela temperatura, atmosfera e limpeza do forno, além da composição e da estrutura e do revestimento refratário.

A região da superestrutura também está sujeita a consideráveis tensões térmicas, conforme a temperatura da câmara aumenta e diminui rapidamente, durante a abertura e o fechamento das portas do forno e nas áreas em torno dos queimadores de gás. Isto causa rápidas contrações e expansões da superfície do revestimento refratário do forno, causando microtrincas na estrutura e, em última instância, resultando na falha do revestimento.

Outros fatores ambientais também podem ter uma contribuição secundária na limitação do tempo de vida do revestimento refratário da superestrutura, particularmente na região da parede superior. As paredes superiores estão sujeitas à abrasão mecânica durante as operações de limpeza, deste modo é necessária alguma resistência à abrasão no revestimento refratário para suportar as tensões mecânicas sofridas durante a limpeza. Além disso, embora não haja contato direto com o metal líquido, as paredes superiores podem estar sujeitas a contatos intermitentes com o metal devido aos respingos de metal oriundos das operações de agitação e limpeza. Consequentemente, é importante que o refratário nesta região tenha também algum grau de capacidade de "não-molhamento" para assegurar que não ocorra a nucleação e crescimento de coríndon nestes pontos de respingo.

Testando os Materiais Três materiais monolíticos existentes e utilizados por vários produtores de alumínio na região da superestrutura dos fornos de fusão e espera foram selecionados como materiais comparativos para o estudo.

O desempenho destes materiais em serviço está bem estabelecido, de modo que, quaisquer resultados dos testes podem servir como pontos de referência úteis para comparação com os novos desenvolvimentos.

Uma investigação analítica e detalhada dos materiais comparativos foi realizada com o objetivo de identificar os principais aspectos da tecnologia destes materiais, os quais foram considerados para tanto promover como restringir o desempenho em termos da resistência aos 60 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

0

1

2 3 Número de ciclos

4

5

Fig. 3. Resistência ao choque térmico dos materiais ensaiados

álcalis e ao choque térmico, e foram então considerados como controle para os mecanismos de falha. Este conhecimento dos pontos fortes e fracos das tecnologias dos materiais já existentes foi então utilizado como a base para uma série de reformulações.

O objetivo era encontrar um balanço ótimo entre a ligação e os agregados químicos e a granulometria, a qual produzisse a máxima melhoria nos desempenhos em meio alcalino e choque térmico sem afetar negativamente as outras propriedades importantes. A comparação dos resultados de desempenho e propriedades medidas do produto final já com a composição otimizada desenvolvida em relação aos produtos comparativos são apresentados abaixo. Todos os materiais em estudo foram testados em relação aos quatro parâmetros principais de desempenho, utilizando-se os métodos de ensaio já padronizados na indústria.

Parâmetros Primários de Desempenho 1. Ensaio de resistência ao choque térmico (ASTM C1100-88 {1998} - teste da fita): Amostras pré-aquecidas (230 x 115 x 64 mm) são submetidas a cinco ciclos alternados de aquecimento e resfriamento em uma face, utilizando-se um queimador de fita. O módulo de elasticidade (E) das amostras é medido de forma não destrutiva por ultrassom, antes e depois do ensaio. A porcentagem de manutenção do módulo de elasticidade é utilizada como uma medida da resistência mantida.

2. Ensaio do "copo" de resistência ao álcali: Nove amostras de "copo" (5 cm cúbicos, cada um com 2,2 cm de diâmetro e 2,5 cm de profundidade) são preparados para cada composição de ensaio (Fig. 2) juntamente com uma tampa (5 centímetros quadrados, 0,6 cm de espessura) para cada cubo. As amostras “descansam” durante a noite e são então desmoldadas, curadas e secas a 110°C durante 18 horas.

Três dos copos de amostras secas são preenchidos com 8 gramas de carbonato de potássio, três com 8 gramas de carbonato de sódio e três com uma mistura 50:50 de 8 gramas de carbonato de potássio e carbonato de sódio. As amostras contendo cada uma das misturas alcalinas são aquecidas a 900°C, 1000°C e 1100°C, por cinco horas.

São feitos cortes verticais nas amostras para inspeções visuais quanto às trincas, saliências, profundidade de penetração e mudanças de cor.

Parâmetros Secundários de Desempenho 1. Ensaio de resistência à abrasão (ASTM C704): As amostras são pré-

Refratários

Tabela 1. Propriedades físicas dos materiais estudados Standard 1

Standard 2

Standard 3

Novo Material

11-12.5

5.5-6.5

11-13

5.8-6.3

110°C

2130

2300

2560

2250

800°C

2020

2280

2440

2240

1000°C

2020

2280

2410

2230

1300°C

2040

2280

2440

2220

800°C

-0.2

-0.2

-0.1

-0.3

1000°C

-0.2

-0.3

-0.2

-0.3

1300°C

-0.8

-0.3

+0.8

-0.3

110°C

46

80

45

80

800°C

26

80

40

70

1000°C

25

90

23

70

1300°C

27

90

23

70

Água (%)

Densidade aparente (kg/m3)

PLC – Mudança linear permanente (%) CCS – Resistência ao esmagamento (MPa)

Tabela 2. Análise química dos materiais estudados Standard 1

Standard 2

Standard 3

Novo Material

% Al2O3

49

45

76

42

% SiO2

40

49

6

54

% CaO

7

1.7

8.8

2

% TiO2

1

1.5

3

1

% Fe2O3

0.8

0.9

5

0.7

% Álcalis

0.2

0.2

0.2

0.2

Tabela 3. Resumo dos resultados dos ensaios comparados com os parâmetros de desempenho objetivados Standard 1

Standard 2

Standard 3

Novo Material

Desempenho nos parâmetros primários Resistência ao choque térmico

Boa

Baixa

Razoável

Exelente

Resistência aos álcalis

Baixa

Excelente

Baixa

Excelente

Desempenho nos parâmetros secundários Resistência à abrasão

Baixa

Excelente

Razoável

Excelente

Resistência ao alumínio

Baixa

Boa

Boa

Boa

-aquecidas a 815°C e jateadas com carbeto de silício de granulometria especificada e por um tempo determinado. As amostras ensaidas são cortadas transversalmente, e a quantidade de material desgastado em toda a seção é medida e relatada em centímetros cúbicos.

2. Ensaio do “copo” para resistência ao alumínio: A preparação da amostra é semelhante à preparação para o ensaio de resistência ao álcali, exceto por não ser utilizada nenhuma tampa durante o ensaio. No lugar do álcali, as amostras são preenchidas com a liga de alumínio 7075.

As amostras são aquecidas a 1000°C por 100 horas. Após o resfriamento, as amostras são cortadas verticalmente e avaliadas visualmente para verificar o grau de penetração do metal e o crescimento do coríndon.

Os detalhes do método de ensaio são descritos na literatura. [2]

Desempenho nos Parâmetros Primários Os resultados do ensaio de resistência ao choque térmico dos diversos materiais estudados são apresentados na Fig. 3. Após cinco ciclos de ensaio, o material Standard 1 teve uma perda de 50% do seu módulo de elasticidade e o material Standard 2 havia perdido 95%, enquanto o novo material otimizado teve uma perda de apenas 40%. Estes resultados sugerem que o novo material é capaz de proporcionar uma melhoria de 20% na resistência ao choque térmico se comparado ao Standard 1 e de 12 vezes em relação ao Standard 2.

Como os materiais de referência são utilizados rotineiramente nos fornos de espera para alumínio líquido, esperava-se que todos possuíriam algum grau de resistência ao ataque alcalino. No entanto, os ensaios de resistência ao álcali apresentaram alguns comportamentos extremos. Os materiais Standard 1 e Standard 3 apresentaram uma resistência ao ataque alcalino muito baixa, com as amostras sendo severamente atacadas causando grandes trincas e erosão por toda parte (Figs. 4-6).

Este comportamento contrastou com os resultados do material Standard 2, o qual apresentou uma excelente resistência aos ensaios alcalinos (Figs. 7-9). A nova composição otimizada, a qual se baseou nos mecanismos de desempenho do Standard 2, passou em todos os ensaios de contato alcalino com carbonato de potássio e carbonato de sódio e apresentou uma excelente classificação (Figs. 10-12).

Desempenho nos Parâmetros Secundários Os resultados dos ensaios de resistência à abrasão dos materiais - um parâmetro importante de desempenho para os materiais das paredes superiores para resistir à ação abrasiva das operações de limpeza estão apresentados na Fig. 13. Os materiais Standard 1 e 3 apresentaram resistência à abrasão relativamente baixas em relação ao Standard 2. A resistência à abrasão objetivada nesta região deve ser maior do que 10 cm3, e os materiais Standard 1 e 3 não alcançaram esta resistência. O material recentemente desenvolvido incorpora as tecnologias utilizadas no Standard 2 para alcançar uma excelente resistência à abrasão.

Para garantir que o novo material esteja protegido contra os respingos de metal na região da parede superior, de forma que o crescimento do coríndon não seja um problema, ele foi pré-aquecido a 1200°C e testado contra o contato com o metal líquido, utilizando a liga de alumínio 7075 a 1000°C por 100 horas. Este é um ensaio mais agressivo do que a maioria dos produtores de alumínio utilizam nos procedimentos para aprovação do material refratário.

[2] O Standard 1 apresentou um resultado ruim. Todos os outros materiais alcançaram uma classificação boa no ensaio, com uma interação mínima com a liga de ensaio (Fig. 14).

Sumário Os resultados dos ensaios, que podem ser visualizados na Tabela 3, mostram que para os ensaios de desempenho primário alguns dos materiais de referência apresentaram um comportamento bom para um dos parâmetros, no entanto, apresentaram desempenho ruim para o outro. Em resumo, pode-se dizer que o novo material combina todas as melhores características de desempenho dos materiais de reAbr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 61

Refratários

Fig. 4. Material Standard 1 após ensaio alcalino (a 900°C) com K2CO3 (avaliação baixa)

Fig. 5. Material Standard 1 após ensaio alcalino (a 1000°C) com Na2CO3 (avaliação baixa)

Fig. 6. Material Standard 1 após ensaio alcalino (a 1100°C) com K2CO3 / Na2CO3 (aval. baixa)

Fig. 7.Material Standard 2 após ensaio alcalino (a 900°C) com K2CO3 (avaliação excente)

Fig. 8. Material Standard 2 após ensaio alcalino (a 1000°C) com Na2CO3 (avaliação excelente)

Fig. 9. Material Standard 2 após ensaio alcalino (a 1100°C) com K2CO3 / Na2CO3 (aval. excelente)

Fig. 10. Novo material após ensaio alcalino (a 900°C) com K2CO3 (avaliação excente)

Fig. 11. Novo material após ensaio alcalino (a 1000°C) com Na2CO3 (avaliação excelente)

Fig .12. Novo material após ensaio alcalino (a 1100°C) com K2CO3 / Na2CO3 (aval. excelente)

ferência, mas sem qualquer uma das fraquezas. Portanto, ele apresenta uma mistura ideal das características de desempenho necessárias para o serviço na superestrutura dos fornos de espera para alumínio líquido. Para facilitar sua instalação, o novo material monolítico foi projetado como uma série vibrocast, a qual requer a adição de somente uma quantidade mínima de água para atingir um bom fluxo, e atualmente está em teste na área da superestrutura dos fornos de espera de alumínio líquido em diveros produtores de alumínio ao redor do mundo.

Conclusão Os produtores de alumínio continuam aumentando a produtividade em seus fornos de espera para manter a sua competitividade e, portanto, a utilização de queimadores mais potentes para aumentar a entrada de calor no forno está se tornando uma prática cada vez mais comum.

Mas a fusão mais rápida causa aumento nas perdas de metal pela oxidação da superfície e pela segregação causada pelos grandes gradientes térmicos. Estes efeitos podem ser minimizados aumentando o uso de pós fluxantes e com maior agitação. Considerando este ambiente cada vez mais complexo dentro do qual o revestimento refratário terá que trabalhar, as soluções tradicionais para os revestimentos já não

podem mais fornecer a vida em serviço que antes eram alcançadas.

Consequentemente, uma nova geração de materiais para revestimento refratário é necessária para suprir as exigências dos fornos para alumínio atuais.

Os resultados dos ensaios da Morgan Thermal Ceramics sugerem que o novo material deva ter um bom desempenho frente ao atual conjunto de condições em serviço na região da superestrutura dos fornos de espera do alumínio líquido, apresentando um comportamento melhor do que os dos materiais utilizados atualmente na indústria e, assim, apresentará maior vida em serviço. O prolongamento da vida em serviço na área da superestrutura tende a proporcionar uma redução da frequência de paradas do forno, permitindo assim que os produtores de alumínio executem campanhas de produção mais longas, e, por consequência, aumentando a produtividade e minimizando a necessidade de reparos caros. IH Para mais informações, contate: Alicia Puputti, executiva de contas, McNeil, Gray & Rice Strategic Communications, Boston, MA, EUA; tel: +1 617-367-0100, ramal: 155; e-mail: alicia.puputti@mgr1.com; web: www. mgr1.com.

16 Perda por abrasão, cm3

14 12 10 8 6 4 2 0

Standard 1

Standard 2

Standard 3 Novo material

Fig. 13. Resistência à abrasão dos materiais ensaiados

62 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Fig. 14. Ensaio do “copo” de resistência ao alumínio para o novo material - amostra pré-aquecida

Metalografia

Análise Microestrutural do Tratamento Térmico dos Aços para Facas Industriais Planas e Circulares de Corte a Frio de Chapas de Aço - Parte I Eliana B. M. Netto - Menegon Assessoria Empresarial; São Paulo, SP Francisco Arieta - Schmolz-Bickenbach do Brasil; São Paulo, SP A dureza e tenacidade ao impacto após tratamento térmico em forno a vácuo do tradicional ferramenta de alto cromo similar a norma AISI D2 (ou DIN WNr.1.2379), e dois aços ferramentas de última geração com 8%Cr 2%Mo 1.6%V, e outro aço produzido por metalurgia do pó, com 7.5%Cr 1.3%Mo 2.7%V foram investigadas. Os resultados obtidos podem influenciar a escolha mais vantajosa para o usuário de ferramentais para trabalho a frio

O

s aços ferramentas são extensivamente utilizados na indústria na fabricação de facas industriais planas e circulares para cortar e processar materiais metálicos ferrosos e não ferrosos, materiais poliméricos, materiais compósitos, papel, tecidos, entre tantos outros.

Em função da espessura, do tipo, das características físicas e químicas do material cortado, em conjunto com vários outros fatores, tais como: volume processado, geometria, acabamento da faca, equipamento usado no corte, manutenção e estabilidade do processo, uma diversidade de aços ferramenta pode ser utilizada. A escolha do aço, no entanto, acaba gerando vida útil e produtividade bastante variada e, às vezes, deixa de ser vantajosa para o usuário da ferramenta.

Dentro do importante setor “slitting” de corte de chapas e bobinas a frio de aproximadamente 4 a 4,5 mm de espessura, é muito utilizado o aço ferramenta para trabalho a frio de alto cromo e alto carbono, similar à norma AISI D2 ou DIN WNr. 1.2379. Para espessuras de até 6,5 mm, os aços ferramenta para trabalho a frio mais tenazes, tais como o aço similar à norma AISI A2 ou DIN WNr. 1.2363, é a opção mais adequada. Para espessuras superiores são utilizados aços com resistência ao desgaste inferior, porém bem mais tenazes como os similares à norma AISI A9, S1, S5, S6 e S7 e à norma DIN WNr. 1.2550. Nos casos cujo requisito de tenacidade é ainda mais alto, são muito utilizados os aços similares à norma AISI H13 (ou DIN WNr. 1.2344) e o aço AISI H11 (ou DIN WNr. 1.2343). Embora ambos tenham sido projetados para aplicações em ferramentais para trabalho a quente, eles são bastante utilizados em facas industriais circulares e planas devido a sua elevada tenacidade, Redondo 100 x 100mm

conciliada com boa resistência ao desgaste. Porém, existe a limitação com relação à dureza, ou seja, aproximadamente 54-56 HRC. Vale lembrar que os aços para trabalho a quente são utilizados como matrizes de extrusão, forjamento a quente, moldes para fundição sob pressão de ligas de alumínio e outras não ferrosas.

O uso do aço AISI D2 com aproximadamente 1,5%C , 11%Cr, e 0,8%V possui elevada resistência ao desgaste, mas limitada tenacidade. Em contrapartida, o aço AISI H13 com aproximadamente 0,4%C, 5%Cr, 1,4%Mo e 1%V possui elevada tenacidade e limitada resistência ao desgaste. Assim, na aplicação das facas industriais há necessidade de se conciliar propriedades antagônicas, tais como elevada dureza e resistência ao desgaste, além de adequada tenacidade. A elevada dureza, como a resistência ao desgaste, é mais facilmente atingida com o aumento do teor de carbono e de outros elementos de liga no aço. Por sua vez, a elevada tenacidade está associada à diminuição do teor de carbono, dos elementos de liga e da dureza, e a outras variáveis, tais como: a espessura do material que será cortado, o tipo de aço de que é constituída a chapa a ser cortada, geometria da faca e a fatores intrinsecamente relacionados ao processo (velocidade, folgas, controle e estabilidade de processo de corte). Recentemente, outro fator complicador apareceu ligado à clara tendência de mercado, referente ao aumento da oferta de aços baixo carbono microligados. Devido às necessidades crescentes da indústria, estes aços baixo carbono microligados estão sendo fabricados visando à elevada resistência mecânica. Com isso é esperada maior solicitação nas facas rotativas e planas quanto ao desgaste, porém, mantendo ainda níveis adequados de tenacidade.

Quadrado 70.7 x 100mm 7,0 ± 0,1 x 10 ± 0,1 x 55 ± 0,1 (mm) Corpo de Prova de Impacto Sem Entalhe (SEP 1314)

Corte

Fresamento

Retífica

Quadro 1. Sequência da confecção dos corpos de prova de impacto Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 63

Metalografia

Tabela 1. Composição Química (% peso) dos aços investigados Aço

%C

%Cr

%Mo

%V

%Nb

%Ti

%Mn

%Sii

%P

%S

D2

1,5

10,89

0,60

0,79

0,03

0,003

0,37

0,34

0,015

0,007

8%Cr

0,99

7,57

1,43

1,79

0,04

0,004

0,35

1,05

0,019

0,007

PM 3V

0,85

7,78

1,29

2,95

0,09

0,006

0,40

0,87

0,016

0,013

40

A

B

C

D

Cr

40

Fe 30

C Cr V

20

30 Fe

10

Si

0

Fe

0

Mo Nb

V

2

4

Cr Cr V C

20 10

Cr

Fe

6

Mo Si V

8

0

10

0

2

4

6

8

Fig. 1. Imagem obtida via microscopia eletrônica usando-se elétrons retroespalhados do aço D2 no estado recozido: (a) Aumento: 1000 X; (b) Aumento: 5000 X; (c) Microanálise (via EDX) do carboneto massivo de cromo (cinza escuro); (d) Microanálise (via EDX) dos carbonetos menores e mais claros A

B

C 80

Fe

40 Cr V 20 C 0

30

Mo

60

0

D Fe V

20

40 Mo

Si

Fe V Cr Cr 2

4

6

V

Fe

Cr 0

0

2

4

C

20

10 Fe

V

50

Cr

C

E

Fe 6

V

10

8

0

Mo

V Ti

0

2

4

Cr 6

Fig. 2. Imagem obtida via microscopia eletrônica, usando-se elétrons retroespalhados do aço 8%Cr no estado recozido: (a) Aumento: 1000 X; (b) Aumento: 2000 X; (c) Microanálise do carboneto com coloração branca; (d) Microanálise dos carbonetos com coloração cinza claro; (e) Microanálise do carboneto com coloração preta

64 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Recentemente [1-3] foi desenvolvida uma nova geração de aços ferramentas para trabalho a frio com 8% Cr e teores mais baixos de C e adições de Molibdênio, Vanádio e Nióbio, entre outros elementos.

Esta classe de aços, quando comparada com o aço AISI D2, apresenta tenacidade superior e similar resistência ao desgaste.

Um trabalho ainda mais recente [4], investigando vários aços ferramentas com 8%Cr, confirmou a superior tenacidade e resposta ao tratamento térmico desses aços, porém mostrou também que dependendo do teor de carbono e da temperatura de austenitização, a tenacidade decai de forma substancial, igualando-se ao AISI D2 e que os aços mais tenazes são aqueles que apresentaram teores de carbono máximo em torno de 1%.

Alternativamente, há mais de 40 anos, foram desenvolvidos em escala industrial os aços ferramenta produzidos por metalurgia do pó. Devido à solidificação rápida, os pós metálicos apresentam dimensões micrométricas (<50 μm), são esféricos e suas microestruturas não apresentam segregação ou carbonetos primários massivos. Os carbonetos primários de grande volume aparecem nos aços ferramenta convencionais, os quais solidificam lentamente em lingotes e, portanto, a cinética é favorável ao seu crescimento dos mesmos.

Pelo fato do processo da metalurgia do pó promover partículas diminutas, os carbonetos massivos não estão presentes nos aços produzidos por esta tecnologia. Vale lembrar que os carbonetos têm natureza cerâmica. Assim, a ausência dos carbonetos massivos de grande volume promove nos aços PM uma tenacidade muito superior, quando comparada àquela apresentada pelos aços ferramenta convencionais.

Há também uma melhor resposta ao tratamento térmico, as propriedades mecânicas são isotrópicas e, portanto, menores distorções [3] são obtidas. Com o ganho de tenacidade, ligas com teor mais elevado de

Metalografia

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 65

Metalografia

A

B

D

C 30

25

25

V

20

20

V

15

15 10

10

V

5 0

Fe 0

Mo

V

Si

Cr Fe 2

4

Cr

5 6

0

Si 0

Fe

Cr

2

Mo

V 4

6

Cr 8

Fig. 3. Imagem obtida via microscopia eletrônica, usando-se elétrons retroespalhados do aço PM3V produzido por metalurgia do pó e no estado recozido: (a) Aumento: 1000 X; (b) Aumento: 5000 X; (c) Microanálise de carboneto com coloração negra; (d) Microanálise dos carbonetos com coloração clara

vanádio e outros elementos tais como Mo, W, Cr, Nb, podem ser produzidas obtendo-se assim um balanço favorável e simultâneo de elevada tenacidade e resistência ao desgaste. Inúmeras aplicações de aços ferramentas produzidos por metalurgia do pó são encontradas hoje na indústria de ferramentas para usinagem, fresas caracol, brochas, machos, brocas, punções e matrizes para conformação e extrusão a frio, compactação de pós etc.

Este trabalho tem como objetivo comparar a tenacidade do tradicional aço ferramenta para trabalho a frio AISI D2 com dois outros dois aços, sendo o primeiro o aço fer-

66 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

ramenta de última geração com 8%Cr, apresentando teor máximo de carbono, em torno de 1%, e o outro um aço ferramenta produzido por metalurgia do pó de última geração.

Todos eles foram tratados termicamente a vácuo para faixas de durezas típicas, utilizadas em ferramentais para trabalho a frio.

Procedimento Experimental Materiais e Métodos

A composição química dos aços investigados pode ser vista na Tabela 1. Pode ser observado que a composição química do aço D2 é típica para este aço tradicional, usualmente aplicado na confecção de

ferramentas para trabalho a frio. O aço com aproximadamente 1%C e 7,57%Cr é de última geração e foi o escolhido dentro de uma família de outros aços com 8%Cr, pois apresentou a melhor combinação de tenacidade e dureza, conforme investigação anterior [4]. O aço com 0,85%C foi produzido por metalurgia do pó e apresenta teores de cromo e molibdênio próximos ao do aço 7,57%Cr, porém possui 3% de vanádio, ou seja, o mais elevado teor dentre os aços investigados. Por simplificação, os aços foram denominados de D2, 8%Cr e PM3V e esta nomenclatura será utilizada em todo o texto. Para análise química, foi utilizada a técnica de combustão (LECO) para os elementos carbono e enxofre e a espectrometria por emissão ótica para os outros elementos. Os valores encontrados correspondem à média de três medições. A análise foi realizada em laboratório qualificado, em São Paulo, SP. Corpos de prova (CP’s) retangulares, medindo 7 x 10 x 55 mm foram preparados de acordo com a norma alemã “Stahl-Eisen-Prufblatter” (SEP 1314) “German Standard” e foram retirados no sentido longitudinal das barras laminadas, com diâmetro de 100 mm, conforme mostrado no Quadro 1. Com objetivo de evitar irregularidades superficiais, as quais poderiam gerar pontos concentradores de tensão, todos os corpos de prova foram fresados e retificados com precisão ± 0,1 mm, nas três dimensões 7,0 x 10 x 55 mm. Tomou-se o cuidado de manter os lados adjacentes, perpendiculares, 90º ± 10 minutos e rugosidade superficial Ra ≤ 0,5µm. Todos os corpos de prova foram

Metalografia

numericamente identificados, na superfície da face medindo 7 x 10 mm e, pelo menos, 03 (três) CP’s foram utilizados. Todos os testes de impacto foram realizados em uma máquina Shimadzu de 300 joules e temperatura de 20 ± 1ºC. Um forno a vácuo, da marca Abar Ipsen, com capacidade de até 10 bar de pressão foi utilizado no tratamento térmico dos aços investigados. Os CP’s foram carregados, simultaneamente, dentro do forno, sendo a temperatura e o tempo monitorados continuamente, via computador. O ciclo térmico consistiu de 03 pré-aquecimentos a 600, 850 e 980ºC com tempo de encharque de 15, 39 e 17 minutos, respectivamente, seguido de austenitização por 36 (trinta e seis) minutos. A etapa de austenitização diferenciou cada um dos ciclos térmicos realizados, pois foram escolhidas 03 (três) temperaturas: 1030, 1060 e 1120ºC. A escolha dessas 03 (três) temperaturas foi baseada nos seguintes critérios: A) A temperatura de 1030ºC é a mais utilizada e recomendada tanto para o aço AISI D2 assim como para os aços 8%Cr, conforme a literatura e catálogos dos fabricantes de aços; B) A temperatura de 1060ºC é a mais elevada e recomendada tanto para o aço D2 como para os aços 8%Cr. Ela é escolhida quando se objetiva maior dureza e resistência ao desgaste, aliada ainda com boa tenacidade; C) A temperatura de 1120ºC é muito elevada para estes aços, raramente utiliza-

Aço

Recozido

Após Têmpera

Após Revenimento

D2

8% Cr

PM3V

Fig. 4. Microestruturas via microscopia eletrônica, usando-se elétrons retroespalhados no estado recozido (D2 e PM3V – aumento: 5000X; 8%Cr – aumento: 2000X), e imagens via elétrosn retroespalhados, após austentização à 1030º C e tempera (Aumento: 5000 X para todos os aço); Imagens via microscopia eletrônica de varredura, após 3 (três) revenimentos à 520ºC, por 2 (duas) horas (Aumento: 5000 X para todos aços)

da, porém escolhida com intuito de avaliar sua influência na dureza e tenacidade dos aços investigados.

Imediatamente após a austenitização, os CP’s foram resfriados com 10 bar de pressão de nitrogênio, seguido de tratamento criogênico. Em seguida, todos os corpos de prova foram revenidos 03 (três) vezes por 02 (duas) horas à 520ºC cada.

Para caracterização microestrutural

dos corpos de prova, tanto no estado recozido quanto após a realização do tratamento térmico, foram utilizadas as técnicas de microscopia ótica e eletrônica de varredura. Foram usadas as imagens obtidas via elétrons secundários e retroespalhados. Foi efetuada, também, a caracterização química via microssonda. Além disso, foram feitas medições de dureza em durômetros calibrados. O tamanho dos grãos, após o

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Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 67

Metalografia

Tabela 2. Valor Médio de Dureza dos Aços D2, 8%Cr e PM3V após austenitização à 1030ºC, 1060ºC e 1120ºC, processo criogênico e 3 (três) revenimentos de 2 horas cada à 520ºC Aço

1030°C

1060°C

1120°C

D2

57,9 ± 0,6

58,6 ± 0,5

61,9 ± 0,2

8%Cr

60,0 ± 0,6

61,2 ± 0,5

63,6 ± 0,2

PM 3V

57,2 ± 0,4

58,8 ± 0,2

61,7 ± 0,3

tratamento térmico, foi caracterizado por microscopia ótica. Tanto a microscopia ótica quanto as medições de dureza foram realizadas em laboratório especializado, enquanto a microscopia eletrônica foi realizada no centro de pesquisa da Deutsche Edelstahl Werke (DEW), Alemanha, e no Laboratório do Departamento de Geologia da Universidade de São Paulo (USP).

Resultados e Discussão Embora a microscopia ótica tenha sido utilizada como suporte, somente através de microscopia eletrônica foi possível identificar os tipos de carbonetos encontrados nas microestruturas em cada um dos aços investigados. O resultado pode ser visto nas Fig. 1 a 3.

A Fig. 1 (a, b) mostra a microestrutura típica do aço D2 no estado recozido.

Observa-se a matriz ferrítica e a presença de carbonetos massivos de cromo medindo aproximadamente 20 a 30μm. Estes são os maiores carbonetos quando comparados com aqueles presentes nos aços investigados. Aparecem também carbonetos esféricos e bem menores, medindo cerca de 2 a 5 μm. A microanálise via espectrometria de raios-X, por energia dispersiva (EDS) desses carbonetos, mostra que os carbonetos maiores são carbonetos complexos de Cr, do tipo M7C3. Estes carbonetos con-

A

R2 =1

Dureza (HRC)

63 R2 = 0,9994

62 61 60 59

R2 = 0,983

58

D2

57

8% Cr

56

PM3V

1020

1040

106

1080

1100

têm, aproximadamente, 13% de C, 40% de Cr, 6% de V, 3% de Mo e 38% de Fe. Os carbonetos menores e mais claros são também carbonetos complexos de Cr, também do tipo M7C3, porém mais ricos em Mo e apresentando aproximadamente 11% de C, 34% de Cr, 7% de Mo, 1% de V e 47% de Fe. A Fig. 2 (a,b) mostra a microestrutura típica do aço 8%Cr no estado recozido. Quando comparado com o aço D2, o aço 8%Cr também apresenta uma matriz ferrítica, porém os carbonetos são bem menores e possuem outra estequiometria, indicado por 3 (três) colorações distintas.

Há os carbonetos complexos de cromo de coloração cinza clara, identificado como do tipo M7C3 contendo aproximadamente 12% de C, 36% de Cr, 7% de Mo, 10% de V e 38% de Fe de. O seu tamanho é de aproximadamente 5 a 10 μm.

Há também os carbonetos com coloração preta, medindo entre 2 e 10 μm. Estes últimos são do tipo MC possuindo cerca de 18% de C,10% de Cr, 8% de Mo e 63% de V. Os carbonetos com coloração branca tipo M6C, esféricos e bem pequenos, medem entre 1 e 2 μm. Estes carbonetos são ricos em Mo e possuem aproximadamente 10% de C, 5% de Cr, 45% de Mo, 3% de V, 3% de Si e 34% de Fe. A Fig. 3 (a,b) mostra a microestrutura típica do aço PM3V, produzido por

1120

Temperatura, °C

Fig. 5. Correlação entre tenacidade ao impacto e temperatura de austenização para os aços D2, 8%Cr e PM3V

68 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Tenacidade Impacto, joule

64

metalurgia do pó, no estado recozido. Como pode ser observada a microestrutura apresenta também uma matriz ferrítica, porém os carbonetos são menores, medindo entre 1 e 3 μm. Eles estão mais homogeneamente distribuídos quando comparados com a distribuição dos carbonetos nos outros aços investigados. Dois tipos principais de carbonetos são observados, nos aço PM3V: A) Aqueles que possuem a maior fração volumétrica têm coloração preta, são esféricos e são os carbonetos primários de vanádio do tipo MC, contendo aproximadamente 16 % de C, 9% de Mo e 67% de V; B) Os carbonetos mais claros são do tipo M7C3, ricos em Cr e Fe, contendo aproximadamente 10% de C, 38% de Cr, 6%Mo, 1%V e 45%Fe. As durezas encontradas nos aços D2, 8%Cr e PM3V, no estado recozido, foram de 226, 230 e 190HB respectivamente, e são compatíveis com o teor de liga dos aços investigados. As durezas dos aços D2 e 8%Cr são praticamente as mesmas enquanto a dureza do aço PM3V é um pouco inferior.

As microestruturas obtidas após austentização a 1030ºC e têmpera a vácuo, processo criogênico, e três revenimentos de 2 horas à 520ºC, assim como as micrografia anteriores no estado recozido (Fig. 1-3 para comparação), podem ser vistas na Fig. 4 para os três aços investigados: A Fig. 4 mostra a matriz composta de martensita, típica para os aços ferramenta estudados, assim como evidencia os pequenos e esféricos carbonetos de vanádio de coloração escura. Estes carbonetos são típicos e abundantes somente no aço

D2

100

PM3V

8% Cr

20

60

15

40

10

20

5

0

B D2

25

8% Cr 80

30

1020

1100

1080

Temperatura, °C

1140

0

R2 =1

R2 =1 1020

1050

1080

1100

1140

Temperatura, °C

Fig. 6. (a) Correlação entre tenacidade ao impacto e temperatura de austenização para todos os aços investigados, i.e., D2, 8%Cr e PM3V; b) Campo expandido mostrando em maior detalhe a correlação entre tenacidade ao impacto e temperatura de austenitização somente entre os aços D2 e 8%Cr

Metalografia

PM3V e permaneceram não solubilizados após a têmpera. O mesmo ocorreu com os carbonetos massivos de cromo, no caso do aço D2. No caso do aço 8%Cr, os carbonetos de vanádio também não solubilizaram, mas mostra que houve precipitação mais abundante de carbonetos, durante o

primeiro revenimento e que coalesceram após os dois revenimentos seguintes.

A dureza dos aços D2, 8%Cr e PM3V após austenitização à 1030ºC, 1060ºC e 1120ºC, seguido de tratamento criogênico e três revenimentos de duas horas cada à 520ºC, pode ser vista na Tabela 2.

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Metalografia

Tabela 3. Valor Médio de Impacto dos Aços D2, 8%Cr e PM3V Aço

1030°C

1060°C

1120°C

D2

15,0 ± 2,0

11,3 ± 1,1

6,0 ± 0,0

8%Cr

24,7 ± 1,1

22,7 ± 3,0

8,0 ± 0,0

PM 3V

99,7 ± 4,6

64 ± 16,0

16,0 ± 2,0

Como pode ser observado acima, os valores médios de dureza do aço 8%Cr foram, em média, dois pontos HRC superiores aos alcançados com os aços AISI D2 e PM3V. Os aços D2 e PM 3V atingiram valores de dureza bem similares quando submetidos às temperaturas de austenitização investigadas. A correlação entre os valores médios de dureza dos aços AISI D2, 8%Cr e PM3V e a temperatura de austenitização pode ser vista na Fig. 5.

Os valores médios de resistência ao impacto alcançados pelos aços D2, 8%Cr e PM3V, após austenitização à 1030ºC, 1060ºC e 1120ºC, seguido de tratamento criogênico e três revenimentos de 2 horas cada à 520ºC pode ser vista na Tabela 3.

Como pode ser observado nessa Tabela, os valores médios de impacto alcançados pelo aço PM3V, produzido por metalurgia do pó, foram significantemente superiores aos valores obtidos nos aços D2 e 8%Cr, produzidos de forma convencional. Entre o PM3V e o D2, a diferença de energia absorvida no ensaio de impacto é superior a 500%, 400% e 100% à 1030ºC, 1060ºC e 1120ºC, respectivamente. Entre o PM3V e o aço 8%Cr o aumento é menor, porém, ainda considerável, ou seja, 300%, 180% e 100%, à 1030ºC, 1060ºC e 1120ºC, respectivamente. Por sua vez, o aço 8%Cr apresentou valores de impacto superiores ao D2, ou seja, 64%, 100%

e 33%, após autenitização à 1030ºC, 1060ºC e 1120ºC, respectivamente. A correlação entre os valores médios obtidos no ensaio de impacto dos aços D2, 8%Cr e PM3V e a temperatura de austenitização, pode ser vista na Fig. 6 (a). Devido à grande diferença nos valores de impacto do aço PM3V em relação aos outros dois aços, na Fig. 6 (b) é mostrado a correlação entre valores médios de impacto em função da temperatura de austenitização somente entre os aços D2 e 8%Cr. IH Parte deste artigo foi extraído do trabalho apresentado em congresso realizado conjuntamente com a feira ‘Corte & Conformação de Metais’, em 2011, São Paulo/SP. Para mais informações, contate: Eliana B. M. Netto, mestre em engenharia de materiais pela Poli/USP, gerente de negócios da Menegon Assessoria Empresarial, especialista em gestão, tratamentos térmicos e engenharia de superfície, eliana.bmnetto@yahoo.com.br ou Francisco Arieta, engenheiro metalurgista, PhD, gerente técnico da Schmolz-Bickenbach do Brasil Ltda, f.arieta@schmolzbickenbach.com.br.

Referências [1] NAKAMURA, H.; TSUJIII, N.; YOKOI, D. ; ABE, G. : Properties of New Developed 8%Cr Cold Work Tool Steel. In: BERNS, HANS; FR.HINZ, HEINZ; HUCK-

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70 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

LENBROICH, IRINA (ed.): Progress in Tool Steels, Proceed. of 4th Int. Conf. on Tooling, Ruhr-University Bochum; September 11-13th, 1996; Bochum, Germany, p.113-122; [2] YOKOI, D.; TSUJIII, N.; ISOMOTO, T.: Effect of Carbide Size on Mechanical Properties of Cold Work Tool Steels. In: JEGLITSCH, Franz; EBNER, Reinhold; LEITNER, Harald (ed.): Tools in the Next Century, Proceed. 5th Int. Conference on Tooling, University of Leoben, Austria, September 29th-October 1st, 1999, p 103-113; [3] NETTO, ELIANA B. M, ARIETA, FRANCISCO; SILVA, DOUGLAS; ERNST, CLAUDIA; PANNES, WOLFGANG: Microestructure and Distortion after Vacuum Treatment of Conventional and Recently developed Cold Work Tool Steels. In: ROSSO, M; ACTIS GRANDE, M; UGUES, D (ed): Toolig Materials and Their Applications from Research to Market, Proced. 7th Int Tooling Conference, Torino, Italy, May 2nd-5th, 2006, vol I, p 21-28; [4] NETTO, ELIANA B. M., ARIETA, FRANCISCO; BEUTLER, EWE, VON SOEST FRANK ERNST, CLAUDIA; PANNES, WOLFGANG: Tool Steels – Deciding Factor in Worldwide Production. Beiss, P., Broeckmann, C., Franke, S., e Keysselitz, B. (editors) Proceedings of the 8th Intern. Tooling Conference, Aachen , Alemanha, June 2-4, 2009, RWTH AACHEN UNIVERSITY Press, 2009, vol II, p 833-845; [5] JESPERSON, H.: Toughness of Tool Steels, ibid [2]; [6] HEMPHILL, R.M., e WERT, D.E.: Impact and Fracture Toughness Testing of Common Grades of Tool Steels: Tool Materials for Molds and Dies. Krauss, G., e Nordberg, H. (editors)Proceedings of Int Conference St Charles, Illinois, USA, Sept 30 October 2, 1987, Colorado School of Mines Press , p 66-91; [7] DIXON, ROBERT B; STASKO W., PINNOW K.E.,: Particle Metallurgy Tool Steels, ASM HANDBOOK, Vol. 7 [8] TOTH, L. E. em “Transition Metal Carbides and Nitrides”; Academic Press: New York, 1971.

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17-20 Junho de 2012 • Hotel Tauá, Atibaia/SP

A

VI Conferência Brasileira sobre Temas de Tratamento Térmico será realizada no período de 17 a 20 de Junho de 2012 no Hotel Tauá em Atibaia – SP, localizado a apenas 59 km da capital de São Paulo e a 45 km de Campinas.

Tem como meta ser o ponto de referência para discussão da situação atual do desenvolvimento e do mercado global, bem como a divulgação de novos produtos, aprimoramento de processos e novas tecnologias em tratamento térmico.

Doug Glenn, editor da revista Industrial Heating nos EUA, dará a palestra inaugural A revista Industrial Heating é a revista oficial do evento desde as suas primeiras edições, no ano de 2008. Agora, neste próximo TTT, o editor da revista nos Estados Unidos, Doug Glenn, estará apresentando a palestra inaugural do evento. O tema “Tendências do mercado mundial de processamento

térmico” deverá abordar os principais mercados mundiais, as tecnologias mais significativas, os obstáculos ao progresso e áreas de cooperação. Doug Glenn, além de executivo da área de jornalismo, faz parte do conselho diretivo de duas instituições da área nos EUA, a IHEA, Associação dos Fabricantes de Equipamentos Térmicos Industriais, e também do MTI, Metal Treating Institute, ou seja, a Associação da Indústria do Tratamento Térmico dos EUA. Palestras confirmadas › Trends in the Global Thermal Processing Market | Doug Glenn | Revista Industrial Heating › Segurança em Fornos de Atmosfera Controlada - Revisão e Conceitos Básicos | Antônio Carlos Gomes | A Sistemas de Tratamentos Térmicos Ltda › Princípios Básicos e Avançados em Aquecimento por Indução | José Carlos Zerbini | Inductotherm

› Plasox® Extended - Economical Fabrication of DLC Coatings for Heavy Machine Industry | Andreas Gebeshu | Rübig GmbH & Co KG › Sistemas de Geração de N2 e H2 on-site para Atmosferas | Sanders Zurdo Romão | Air Products › Tecnologias térmicas: Equipamentos e Tratamentos Termoquímicos | Combustol › Avaliação de Processo de Tratamento Térmico na Indústria Automotiva | Fernando Hess Rodrigues | Interaction-Plexus › Solução para Projeto, Fabricação de Indutores e Desenvolvimento de Processos para Tratamento Térmico por Indução | Anderson Caproni | Inductotherm › Tratamentos de Difusão sob Plasma em Aços Inoxidáveis Austeníticos e Martensíticos | Carlos Eduardo Pinedo | Heat Tech Tratamento Térmico e Eng. de Superfície › A Influência da Temperatura de Trabalho na Estabilidade dos Aditivos Aceleradores de Óleo de Têmpera | Ovidio Richard Crnkovic | Archem Química

Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 71

ttt 2012 - vi Conferência Brasileira sobre Temas de Tratamento Térmico

PROGRAMAÇÃO DOMINGO, 17/jun 14h00 às 18h00

Credenciamento

20h00 às 23h30

Coquetel de boas-vindas

SEGUNDA, 18/jun 07h30

Secretaria

08h20 às 09h00

Abertura Oficial

09h00 às 09h40

Palestra 1

09h40 às 10h20

Seção 1: Processo

10h20 às 10h40

Cofee-Break

10h40 às 11h20

Palestra 2

11h20 às 12h00

Seção 2: Segurança e Controle

12h00 às 14h00

Almoço

14h00 às 14h40

Palestra 3

14h40 às 15h40

Seção 3: Ferrosos

15h40 às 16h20

Coffee-Break com seção de Pôsteres

16h20 às 17h00

Palestra 4

17h00 às 18h00

Seção 4: Não Ferrosos

TERÇA, 19/jun

PATROCINADORES A. Sistemas de Tratamento Térmico Desde 1868 a Aichelin, que é parte do Berndorf-Group, é um fabricante internacional líder de plantas para o tratamento térmico de materiais metálicos.

Os equipamentos de tratamento térmico são especialmente utilizados na indústria automobilística e os seus subcontratantes, bem como na indústria para a produção de componentes de alta precisão e pequena massa.

Produtos: Forno cementação; forno contínuo empurrador; forno atmosfera controlada câmara; forno revenimento; lavadora de peças.

www.aichelin.com

Air Products A Air Products é um líder mundial na fabricação e fornecimento de gases industriais, fornecendo gases e tecnologia aplicada à indústria de metais por mais de 50 anos. A linha de gases inclui oxigênio, nitrogênio, argônio, hidrogênio, dióxido de carbono, hélio, hexafluoreto de enxofre e gases especiais.

Produtos e serviços: Produção de gases industriais (nitrogênio, hidrogênio,argônio, hélio, acetileno, amônia, dióxido de carbono egases de hidrocarbonetos); entrega de gases a granel e em cilindros; plantas de geração on site de gases; sistemas de recuperação e reciclagem; sistemas de armazenamento e bombeamento de altapressão; sistemas de monitoramento e segurança; entre outros.

07h30

Secretaria

08h20 às 09h40

Seção 5: Ferrosos

09h40 às 10h20

Palestra 5

10h20 às 10h40

Coffee-Break

10h40 às 11h20

Seção 6: Metalurgia Física

11h20 às 12h00

Palestra 6

All Ducto

12h00 às 14h00

Almoço

14h00 às 15h00

Seção 7: Não Ferrosos

15h00 às 15h40

Palestra 7

15h40 às 16h20

Coffee-Break com seção de Pôsteres

16h20 às 17h00

Seção 8: Aplicações

A All Ducto, contando com profissionais de alto nível, oferece tecnologia e pesquisa em tratamento térmico por indução.

Produtos e serviços: Tratamento térmico; fabricação e reforma de transformadores e bobinas; indutores para processos de têmpera por indução e aplicações; indutores para solda de tubos e aplicações; bobinas para equipamentos de forjaria; brasagem por indução; retroffiting de equipamentos de indução em geral; desenvolvimento de processos de indução; projetos de têmpera por indução.

20h30 às 23h30

Jantar de Confraternização

www.airproducts.com.br

QUARTA, 20/Jun 07h30

Secretaria

08h20 às 09h00

Palestra 8

09h00 às 09h40

Seção 9: Simulação

09h40 às 10h20

Palestra 9

Archem

10h20 às 10h40

Cofee-Break

10h40 às 11h20

Seção 10: Caracterização

11h20 às 12h00

Palestra 10

12h00 às 14h00

Almoço

14h00 às 14h40

Seção 11: Meios de Têmpera

A Archem Química, através de uma equipe técnica altamente qualificada, desenvolve produtos e soluções criativas para seus clientes, otimizando os processos de produção e manutenção, tornando-os menos agressivos, mais seguros e produtivos, sempre em sintonia com as necessidades da sociedade moderna.

14h40 às 15h20

Palestra 11

15h20 às 16h00

Seção 12: Propriedades

16h00 às 16h40

Seção Posteres

Programação sujeita a alteração sem prévio aviso. O número de empresas patrocinadoras também poderá sofrer alterações, os dados publicados foram os disponíveis até o fechamento desta edição.

72 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

www.allducto.com.br

Ética, respeito ao ser humano e ao meio ambiente, produtos e processos de qualidade e mais seguros. Essa é a nossa forma de fazer negócios.

Produtos: Desengraxantes industriais; desmoldantes; metalworking industrial. www.archem.com.br

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PATROCINADORES Busch do Brasil

Edwards

A Busch do Brasil oferece vacuômetros e vacuostatos de alta qualidade (digitais e analógicos), de produção própria e da marca alemã Thyracont, para todas as aplicações industriais e para laboratórios de análise, com faixa de medição entre 1200 mbar e 5x10-9 mbar (pressão abs).

A Edwards Vacuum, líder mundial na tecnologia de alto vácuo, com mais de 3000 colaboradores no mundo, oferece uma ampla linha de sistemas e bombas de vácuo para fabricantes de fornos a vácuo ou usários finais. Desde 1972 prestando serviços de vendas, pós vendas e assistência técnica no Brasil, com estoque permante, estará expondo no Congresso TTT a nova bomba de vácuo seca modelo GXS250, ideal para aplicações industriais, dentre elas tratamento térmico.

Produtos: Combi - Por meio de inúmeras combinações de bombas de vácuo, é possível adaptar o sistema de vácuo às necessidades específicas do processo quanto a capacidade e o nível de vácuo; Cobra - A bomba de vácuo ideal para vários processos na indústria química e farmacêutica, bem como para aplicações em outros segmentos industriais.

Produtos: Bombas de vácuo seladas a óleo tipo pistão ou palhetas rotativas, bombas de vácuo tipo roots, de vácuo secas, Difusoras, medidores, conexões, fluidos, serviço de detecção de vazamentos.

www.buschdobrasil.com.br

www.edwardsvacuum.com

CK Leica

Engefor

A C.K. Comércio e Representação Ltda, há mais de 20 anos representa o Grupo Leica Microsystems, oferecendo uma completa linha de equipamentos óticos de última geração, para as áreas de ensino, rotina e pesquisa.

A Engefor atua no mercado nacional há mais de 25 anos, e com nova sede industrial em Jundiaí, desde 2008, fabrica fornos e estufas industriais, sob encomenda. Tais equipamentos se destinam a processos como de brasagem, cura, secagem, tratamento térmico, sinterização, entre outros.

Produtos: Microscópios para análise e equipamentos para preparação de amostras nas áreas de ciência dos materiais, tais como: metalografia, análise de águas, fluidos, efluentes e lodos ativados, petrologia e geologia, alimentos, filmes, plásticos, polímeros, têxteis e outros; estereomicroscópios para todas as necessidades.

Também executa reforma de fornos e conta com equipe especializada para avaliação de necessidades, desenvolvendo e executando desde pequenos reparos até reformas completas que envolvam especialização e, principalmente, melhorias de performance.

www.ckltda.com.br

www.engefor.com.br

Combustol

First Fornos

Fundada em 1959, a Combustol é uma das principais corporações do país nos segmentos de fornos industriais, refratários, tratamento térmico e metalurgia do pó. Atende as maiores empresas dos ramos de siderurgia, metalurgia e petroquímica no Brasil, além de possuir parcerias tecnológicas com várias companhias internacionais de ponta.

A First Fornos foi fundada em 1991 para desenvolver consultoria e treinamento na área metalúrgica, além da comercialização de fornos industriais, suas partes e peças. Com o passar dos anos, agregou representações importantes em seu portfólio e passou a atuar também com máquinas de jateamento, shot peening e suas partes e peças. É representante exclusiva das empresas: Machro Peças, RDR Resistências, Tecefil, MH Fornos, Engefor e Combustherm.

Produtos: Fornos para tratamento térmico do aço; linhas de processamento de tiras; fornos para metais não ferrosos; sistema de combustão entre outros.

Serviços: Brasagem; nitretação; cementação/carbonitretação em fornos com atmosfera controlada tipo câmara e contínuos; tratamentos especiais a vácuo, como solubilização e envelhecimento e superficiais por chama.

Produtos: Sistemas de combustão; esteiras em aço inox; cestos para tratamento térmico; resistências elétricas; fornos industriais; reformas e manutenções em fornos industriais.

www.combustol.com.br

www.firstfornos.com.br

EDG Equipamentos

Inductotherm Group

A EDG Equipamentos - Divisão Industrial - foi criada para desenvolver e disponibilizar uma linha completa de fornos de altas temperaturas para indústrias, laboratórios de universidades e de empresas que atuam na área de pesquisa e desenvolvimento.

Localizada em Indaiatuba, São Paulo, a Inductotherm possui a maior e mais bem equipada fábrica do setor de equipamentos de indução no Brasil. Projeta, desenvolve e fabrica equipamentos, presta serviços de tratamento térmico por indução, fabrica e repara indutores de forja e de têmpera, presta assistência técnica e venda de peças de reposição para a área de aquecimento por indução.

Produtos: Fornos mufla; fornos à vácuo + atmosfera controlada; fornos extras altas temperaturas - até 1.800°C; fornos túnel; fornos tubular - até 1.800°C; centrífugas e fundidoras microprocessadas; fundidoras à plasma - até 2.500°C; microsoldas à plasma.

www.edg.com.br

Produtos: Forno contínuo empurrador; forno rotativo de aquecimento para forja; forno galvanização; forno indução forja; forno indução revenimento; forno indução fusão; forno indução têmpera; forno laminação; forno indução a canal. www.inductothermgroup.com.br Abr a Jun 2012 - www.revistalH.com.br 73

ttt 2012 - vi Conferência Brasileira sobre Temas de Tratamento Térmico

PATROCINADORES Industrial Heating Equipamentos e Componentes

SMS Elotherm

Fundada em 1996 por profissionais com longa experiência no ramo de fornos industriais, a Industrial Heating® tem como missão fornecer equipamentos industriais para tratamento térmico na área industrial, laboratorial e de pesquisa. Para isso, conta com equipe apta a desenvolver produtos e fornecer serviços com tecnologia avançada, engenharia e Know-how próprios.

A SMS-Elotherm é líder mundial no desenvolvimento e fabricação de máquinas e sistemas completos para aquecimento indutivo. No Brasil possui a assistência técnica experiente, estoque de peças e suporte na reforma e fabricação de indutores de forjaria, têmpera e têmpera de virabrequins, e independente da marca ou modelo do equipamento, garante a produtividade e suporte para o seu cliente.

Produtos: Estufa secagem/cura; estufa de pré-aquecimento; forno de cementação gasosa; forno de cementação em banho de sal; forno brasagem; forno de forja de aço; forno contínuos para alta temperatura; forno contínuo para revenimento; forno campânula, entre outros.

Produtos: Sistemas completos por indução; máquinas de têmpera, forjaria, aquecimento de tubos e metalurgia (agitadores eletromagnéticos, linhas de galvanização, laminação, pintura e solda por indução).

www.industrialheating.com.br

www.sms-elotherm.com

Isoflama

Tecnocom

A Isoflama é empresa brasileira do setor de serviços de beneficiamentos de aços para o segmento Metalmecânico realizando os processos térmicos de têmpera e revenimentos a vácuo de aços ferramenta e nitretação iônica por plasma de quaisquer ligas ferrosas.

A Tecnocom é uma empresa especializada na venda e manutenção de sensores de carbono.

Equipamentos: “Seco-Warwick”, EUA-Polônia para Forno a Vácuo; e Plateg, Alemanha, para nitretação iônica por plasma.

Serviços: Têmpera e revenimentos a vácuo; recozimento; solubilização a vácuo; nitretação; nitrocarbonetação e oxinitrocarbonetação com a tecnologia iônica por plasma; criogenia; serviços de laboratório metalográfico.

Produtos: Sensores de Carbono com 600, 700 e 800mm de comprimento. O TECNO2PROB foi desenvolvido para fornos de atmosfera gasosa controlada, utilizada no tratamento térmico de aços, como: cementação gasosa, recozimento e têmperas em atmosfera protetora, isenta de oxidações e outros processos de 600ºC a 1000ºC. Serviços: Manutenção, reforma e aferição em sensores de várias marcas: Combustol, Brasimet, Metaltrend, MSI, AACC, Zircoa, Lindberg, PE, Triadex, SSI, Accucarb, Mesa e outros.

www.isoflama.com.br

www.tecnocom.ind.br

Machroterm

Villares Metals

A Machroterm foi fundada em 2000 para atender o mercado nacional e internacional em fundição de aço inoxidável e ligas especiais, fornecendo qualidade em dispositivos utilizados em tratamentos térmicos de altas temperaturas. Exerce parceria atuante com os clientes, oferecendo total assistência na elaboração de projetos modernos e inovadores que otimizam a produção com menores custos e seleção do material mais adequado.

O Centro de Serviços de Tratamento Térmico (CSTT) Villares Metals utiliza equipamentos de última geração e um eficiente sistemaautomatizado de controle para garantir a perfeita realização dos diversos ciclos térmicos. A seleção correta do aço e seu tratamentotérmico ideal são requisitos para o máximo rendimento das ferramentas. Pensando assim, a Villares Metals oferece para seusclientes aço e tratamento térmico num mesmo fornecedor.

Produtos: Esteira fundida para forno contínuo; grelha e cesto de carga; mufla; tubo radiante; jateadoras (granalha, microesfera, areia); base / suporte de carga.

Serviços: Têmpera em fornos a vácuo; têmpera sob atmosfera controlada; revenimento a vácuo; revenimento em atmosfera neutra; solubilização a vácuo; alívio de tensões; nitretação a plasma, entre outros.

www.machroterm.com.br

www.villaresmetals.com.br

Marwal

Zeiss

Presta serviços de tratamento térmico ao mercado metalurgico há mais de 48 anos, investindo no treinamento profissional e proteção ambiental, além da excelente administração, motivo pelo qual, a empresa permanece sólida em meio a todas as crises políticas e econômicas. Com sede própria no bairro do Parque Novo Mundo, tem uma área de 1.500m², dos quais 900m² de área construída são divididos para atender as necessidades de seus clientes.

A Carl Zeiss é líder mundial nas indústrias óptica e opto-eletrônica. Tem escritórios em mais de 30 países e representantes em mais de 100 países, com centros de produção na Europa, América do Norte, América Central e na Ásia. A sede da companhia está localizada na Alemanha. Sua tarefa mais importante é levar os usuários da tecnologia Carl Zeiss a áreas que permaneceram escondidas no passado. “We make it visible.” - é o slogan da corporação e a promessa aos clientes de descobrir novos caminhos e novas soluções.

Serviços: Cementação e têmpera; revenimento; carbonitretação; recozimento; normalização; alívio de tensões; encaixe por interferência; têmpera por chama; oxidação preta e decapagem. www.marwal.com.br

74 Industrial Heating - Abr a Jun 2012

Produtos: Estereomicroscópios; microscópios invertidos; microscópios; microscópio de escaneamento a laser. www.zeiss.com.br

A Contemp fabrica no Brasil os mais avançados

Controladores de processos Os controladores microprocessados C704, C705 e C709 possuem como diferenciais:

• LÓGICA FUZZY • PID AUTO-ADAPTATIVO • DUPLO CONTROLE Além de diversos opcionais como: • Comunicação serial RS485-MODBUS, • Controle modulante para servo motor, • Alarme de quebra de aquecedor, • Retransmissão isolada 12bits, • Duas entradas digitais, • Dois alarmes auxiliares, • Set-point remoto, • Saída de controle auxiliar relé/pulso • Fonte auxiliar de 10Vcc e 24Vcc

Sensores infravermelhos para temperatura A Contemp é distribuidora dos sensores infravermelhos Micro-Epsilon, empresa alemã lider de mercado em medição sem contato.

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