Descarbonetação da superfície de tubos de aço durante o tratamento térmico e medidas de prevenção.

A descarbonetação é o fenômeno no qual o teor de carbono na superfície de um tubo de aço diminui durante o tratamento térmico. A essência da descarbonetação reside na reação dos átomos de carbono no tubo de aço com a atmosfera do forno, como hidrogênio ou oxigênio, em altas temperaturas, gerando metano ou monóxido de carbono.

A descarbonetação resulta da difusão mútua entre átomos durante o tratamento térmico. Por um lado, o oxigênio difunde-se para dentro do aço; por outro, o carbono presente no aço difunde-se para fora. A camada de descarbonetação só se forma quando a taxa de descarbonetação excede a taxa de oxidação. Quando a taxa de oxidação é muito alta, não ocorre um fenômeno de descarbonetação evidente, ou seja, o ferro é oxidado formando uma camada de óxido após a formação da camada de descarbonetação. Portanto, em uma atmosfera com oxidação relativamente fraca, uma camada de descarbonetação mais profunda pode ser formada.

A camada de descarbonetação do tubo de aço é composta por duas partes: a camada de descarbonetação completa e a camada de descarbonetação parcial (camada de transição). A camada de descarbonetação parcial refere-se à transição da camada de descarbonetação completa para o teor normal de carbono do aço. Em casos de descarbonetação não significativa, por vezes observa-se apenas uma camada de descarbonetação parcial, sem a presença de uma camada de descarbonetação completa.

A profundidade da camada descarbonetada pode ser determinada por diversos métodos, com base nas alterações na composição, estrutura e desempenho da camada descarbonetada. Na prática de tratamento térmico, o método metalográfico é o mais comum para determinar a profundidade da camada descarbonetada do aço.

descarbonetação superficial do tratamento térmico de tubos de aço
As principais medidas para prevenir a descarbonetação são as seguintes:
1) Ao aquecer a peça, reduza ao máximo a temperatura de aquecimento e o tempo de permanência em altas temperaturas; selecione adequadamente a taxa de aquecimento para encurtar o tempo total de aquecimento;
2) Controlar a atmosfera de aquecimento adequada para torná-la neutra ou usar aquecimento a gás protetor;
3) Durante o processamento a quente sob pressão, se a produção for interrompida devido a algum fator acidental, a temperatura do forno deve ser reduzida até que a produção seja retomada. Se o tempo de pausa for muito longo, o tarugo deve ser retirado do forno ou resfriado dentro do forno;
4) Quando a deformação a frio for realizada, reduza ao máximo o número de recozimentos intermediários e a temperatura desses recozimentos, ou utilize amolecimento e revenimento em vez de recozimento em alta temperatura. Ao realizar recozimentos intermediários ou amolecimento e revenimento, o aquecimento deve ser feito em um meio protetor;
5) Ao aquecer a altas temperaturas, a superfície do aço deve ser protegida por revestimentos e películas para evitar a oxidação e a descarbonetação;
6) Execute corretamente o processo de tratamento térmico e aumente a sobremedida de usinagem da peça para que a camada descarbonetada possa ser completamente removida durante a usinagem.