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A cementação consiste em introduzir carbono na superfície de um aço baixo carbono aquecido a altas temperaturas dentro do campo austenítico.
A dureza é obtida quando o material cementado é posteriormente temperado. Normalmente, a cementação é feita em aços com baixos teores de carbono não somente para facilitar a cinética de difusão, mas, principalmente, para evitar a formação de carbonetos em contorno de grão, martensita muito frágil e/ou austenita retida.
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3.2 Cementação
Micrografia de um aço
SAE 1015 cementado em meio sólido (carvão)
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Limite de Solubilidade
Limite de Solubilidade da Austenita
Limite de Solubilidade da Ferrita
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3.2 Cementação
Os meios em que a cementação ocorre podem ser gasosos, líquidos ou sólidos, todos ricos em compostos contendo carbono.
Os principais gases fontes de carbono utilizados no processo de cementação gasosa são o metano (CH4) e o propano (C3H8).
A cementação líquida ocorre em banhos de sais de cianeto fundidos.
O carvão vegetal, misturado a diversos tipos de carbonatos, propicia o meio sólido para o processo de cementação.
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3.2 Cementação
Cementação gasosa:
Na cementação gasosa o carbono é fornecido por um gás de hidrocarboneto como propano, etano, metano.
Em geral, o gás é parcialmente oxidado em um dispositivo denominado gerador para produzir uma atmosfera de CO e H2, que é fornecida ao forno.
Em relação à cementação gasosa, o processo apresenta vantagens claras, como ambiente limpo, controle preciso das condições, menor tempo, etc.
Entretanto, o custo dos equipamentos é alto e exige operação mais especializada, pois há uma variedade de parâmetros a controlar.
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3.2 Cementação
Curvas representativas do equilíbrio de mistura de CO e
CO2 com aços de diferentes teores de carbono.
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3.2 Cementação