Annealing é um processo de tratamento térmico que amolece o aço. Isto pode facilitar a sua formação ou a sua maquinação. É especialmente útil se precisar de cortar algo que tenha sido soldado, como quando é necessário reparar roscas descascadas num eixo.
O metal é constituído por uma estrutura cristalina que está directamente relacionada com as suas propriedades mecânicas. Se conseguir modificar a estrutura, pode ajustar a sua dureza, maleabilidade, tenacidade, resistência à tracção, e uma série de outras coisas.
Como se recozem os aços?
Para recozir o aço, aqueça-o cerca de 100 graus F acima da sua temperatura crítica, mergulhe-o nessa temperatura durante 1 hora por polegada de espessura, e deixe-o arrefecer a uma velocidade máxima de 70 F por hora.
Ok, essa é a resposta curta. Vamos rever como fazer isto na vida real, dependendo das ferramentas a que tem acesso, juntamente com algumas dicas e truques para o ajudar a acertar (na sua maioria) da primeira vez.
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Como recozer o aço
Para recozer o aço, vai precisar de uma forma de aquecer o metal até ficar vermelho vivo, mantê-lo a essa temperatura durante algum tempo, e depois, muito lentamente, deixá-lo arrefecer.
Existem duas abordagens principais: utilizar uma tocha, forno de forja, ou outra fonte de calor não regulada, ou utilizar um forno de tratamento térmico programável.
Usando um forno de tratamento térmico
Pros:
- Processo mais controlado, resultados mais consistentes
- Li>Melhor maneira de recozer totalmente o aço, até ao núcleo
- Se o forno for programável, pode configurá-lo e afastar-se
- Realmente eficaz para peças com espessuras variáveis
Cons:
- Pode ser desnecessariamente demorado para peças pequenas, ou se um recozimento completo não for importante
- Fornos com tratamento térmico não são facilmente acessíveis a muitas pessoas
Para executar isto correctamente, é melhor conhecer a qualidade exacta do aço com que está a trabalhar. Se comprou o aço a um fornecedor, verifique com ele a temperatura de recozimento recomendada.
Para ser honesto, não varia assim tanto – tipicamente será recozido na gama de 1450-1650 F mais ou menos, mas ainda assim é ideal para obter uma temperatura exacta para recozer completamente o metal.
Se realmente não faz ideia do que é o aço, normalmente começo a 1500 F e tento novamente a 1550 F se não funcionar como planeado (repetir em incrementos de 50 conforme necessário). Não é o método mais eficaz a longo prazo, mas normalmente funciona. Não faz mal ir um pouco quente demais desde que não derreta o aço.
Após o forno atingir a temperatura, vai precisar de deixar o metal “de molho” – isto significa apenas segurá-lo a essa temperatura. O que isto faz é permitir que o metal fique suficientemente quente no interior, para que seja totalmente recozido durante todo o processo.
Uma regra geral para isto é mergulhar o metal durante uma hora por cada centímetro de espessura.
Se estiver a trabalhar com um pedaço de aço de forma realmente inconsistente que é mais espesso nalgumas secções do que noutras, basta ir com a secção mais espessa. Assim, se a peça for um eixo com diâmetro 4″ na extremidade grossa e 2″ na extremidade pequena, deixe-a de molho durante 4 horas.
O bom de usar fornos de tratamento térmico é que para além de ter uma temperatura realmente exacta, o arrefecimento lento é muito fácil. Basta desligar o forno e manter a porta fechada. Os tijolos de fogo manterão o calor o tempo suficiente para realmente controlar o arrefecimento.
Alternativamente, alguns fornos deixá-lo-ão programar a taxa de arrefecimento. Nesse caso, programe-o para 70 F por hora.
P>Pode puxar a peça antes de estar totalmente fria – está bem se ainda estiver a umas centenas de graus. Descobri que normalmente se programar o forno à tarde e iniciar o ciclo, a peça estará pronta para ser puxada de manhã. A menos que seja um bloco maciço 8″ grosso, ou seja – levaria 8 horas apenas para o encharcar!
Após ser suficientemente fresco para tocar, teste-o com o seu método preferido para verificar a dureza para ter a certeza de que o processo funcionou como planeado.
Usando uma tocha
Pros:
- Realmente rápido para peças mais pequenas, como arames ou clipes
- Uma tocha é geralmente mais acessível à maioria das pessoas
- Após ter um olho para as cores do aço a altas temperaturas, não precisa necessariamente de saber a qualidade exacta do aço
Cons:
- Trickier para obter um recozimento completo, alcançando a máxima maleabilidade
- Realiza mais perícia
- Cons:
- Cons:
- Consome mais tempo para peças maiores
- Muito desafio para peças com espessuras variáveis
Este, na minha opinião, é o segundo classificado em termos de processos de recozimento. Se conseguir usar um forno, obterá sempre melhores resultados com isso em vez de uma tocha.
Dito isto, usar uma tocha funcionará muito bem a maior parte do tempo. Aqui está o processo, com algumas dicas para tornar o sucesso mais provável:
Especialmente se estiver a trabalhar em peças maiores (como 1″ ou mais grossas) tente usar uma ponta de botão de rosa num sistema de oxicorte. Será mais fácil aquecer o metal de forma consistente, sem sobreaquecer certas secções.
Escancar a chama de qualquer secção pequena e fina da peça. Estas serão realmente fáceis de ficar demasiado quentes e derreter. Se houver espessuras variáveis, tente colocar a chama na parte mais grossa e deixe o calor trabalhar até às secções mais finas.
P>Pega na peça um vermelho alaranjado e agradável. Se há uma coisa a memorizar a partir disto, é isto: vermelho cereja é para tratamento térmico, vermelho alaranjado é para recozimento. Se não tiver a certeza sobre a cor do aço a várias temperaturas, fiz este recurso descarregável:
Inclui também as cores a temperaturas mais baixas, que são normalmente usadas para temperar. Imprima-o e cole-o na sua caixa de ferramentas.
Cuidado, no entanto, que dependendo da tinta da sua impressora, do visor do monitor, e do grau de aço, pode não corresponder perfeitamente à temperatura real do metal quente. Não é perfeito, mas é um guia decente para começar.
Outra dica: tente evitar o recozimento sob luz solar directa. Vai tornar realmente difícil julgar a cor do aço, para que possa facilmente acabar por cozinhá-lo em demasia. Faça-o dentro de uma loja ou garagem se puder.
Uma outra forma de verificar se o aço está suficientemente quente é verificá-lo com um íman. O aço perde o seu magnetismo uma vez que está à sua “temperatura crítica”. Portanto, vá abrir uma velha TV ou microondas para um desses ímanes grandes e volumosos em nome de um bom trabalho!
Após perder o seu magnetismo, deixe-o continuar a brilhar um pouco, uma vez que o recozimento precisa de ser feito cerca de 100 F acima da temperatura crítica.
Aqueça o metal de forma agradável e constante, e dê-lhe tempo suficiente para aquecer também no centro. Uma vez que é aquele belo vermelho alaranjado, agora vem a parte complicada: abrandar o frio.
Opções de arrefecimento lento
O arrefecimento por ar é demasiado rápido para o recozimento, pelo que terá de ajudar a peça a reter o seu calor assim que a tocha estiver apagada. Eis algumas formas de o fazer:
Areia seca ou Vermiculite
Esta pode ser uma forma eficaz de manter a peça mais quente durante mais tempo.
Vermiculite é algo que se acrescenta ao solo para fazer as plantas felizes, e é também um óptimo isolante. A areia também é óptima para reter o calor. Uma coisa digna de nota é que precisa de ser bastante pura, não se quer raízes ou lama na mistura, se de todo possível. Construção ou jogos de areia funcionam bem.
Não usar areia ou vermiculite que esteja húmida.
Moisture + metal incandescente vermelho = resultados indesejáveis. Basicamente, apenas não retém o calor, a peça arrefecerá demasiado depressa, e terá de refazer o recozimento. Há também histórias a flutuar na Internet sobre coisas que explodem quando há humidade. Acho que isto é mais um problema com pedras/tijolos maiores, que podem rachar e explodir quando a humidade se transforma em vapor, mas é melhor ter cuidado e evitar explosões quando possível.
É melhor enterrar totalmente o metal para o isolar realmente. Se estiver a fazer algo do tamanho de uma faca, então deixe-o sentar num balde de 5 galões do material. É barato e reutilizável, por isso não seja mesquinho.
Se estiver à procura de vermiculite, pode apanhá-la na Amazon bastante barata, ou pode verificá-la nas lojas locais de casa/jardim.
Cobertor isolante
Isso é conveniente uma vez que há menos potencial para fazer confusão, e pode enrolá-lo e colocá-lo de volta na prateleira muito facilmente.
Existem alguns tipos diferentes que funcionam perfeitamente bem. Pode-se obter cobertores para chaminés e fogões a lenha que são realmente eficazes. Outra boa opção é pegar num rolo de isolamento de fibra cerâmica, que normalmente será bastante fácil no orçamento e durará algum tempo.
Truque para arrefecimento de pequenas peças
algumas peças são suficientemente pequenas para serem quase impossíveis de arrefecer lentamente, a menos que estejam num forno. Eis uma forma de contornar isso:
Aqueça um bloco maior de metal ou dois, juntamente com a peça pequena que está a recozer. Quando o colocar no isolamento, coloque o(s) bloco(s) quente(s) maior(es) em contacto com a peça pequena. Isso irá mantê-lo quente o tempo suficiente para obter um arrefecimento agradável e lento para o recozimento. É uma forma sólida de fazer o aço levar muitas horas a arrefecer.
A taxa ideal de arrefecimento para o aço de recozimento é de cerca de 70 F por hora, até cerca de 500 F. Por outras palavras, um pedaço de aço que esteja a arrefecer de 1500 F a 500 F deve levar, idealmente, cerca de 14 horas. Os tempos ideais reais irão variar por grau de aço, mas essa é uma regra de ouro decente. Muitos tipos gostam de deixar demorar 24 horas, mas pessoalmente acho isso um pouco desnecessário, a menos que seja uma qualidade especial de aço.
Que aços podem ser recozidos
De um modo geral, são os aços para ferramentas que são mais comumente recozidos. Será necessário amolecer o aço para poder cortá-lo ou dobrá-lo.
Os aços de liga também podem valer a pena recozê-lo, mas é aqui que deve conhecer as suas qualidades. Dependendo da liga, as temperaturas de recozimento podem variar muito mais do que se espera.
Tudo o que pode ser endurecido pode ser recozido. Não verá muita mudança em algo que é realmente de baixo carbono, como o aço macio 1018. Em algo como um 4140, no entanto, os resultados podem ser muito perceptíveis.
Como dizer com que material se está a trabalhar
Esta é a parte complicada. Idealmente, comprou o metal a um fornecedor, e eles podem dizer-lhe a qualidade exacta e as temperaturas de tratamento térmico.
Na vida real, porém, nem sempre é este o caso.
É aqui que o recozimento de tochas realmente brilha. Basta aquecê-lo a vermelho-laranja, arrefecê-lo lentamente, e não se preocupar com isso. Caso contrário, ajuda realmente a saber que tipos de aço são comuns para diferentes aplicações.
Google também é seu amigo. Basta tentar pesquisar algo como “de que qualidade de aço é ____ feito” e ver o que aparece.
Aqui estão algumas directrizes para metais misteriosos comuns:
| Eixos | Para eixos de serviço leve, normalmente é usado um aço macio, que não necessitará de recozimento. Eixos mais pesados são frequentemente feitos de aço 4140. O recozimento a 1600 F. |
| Springs | Molas de folha e molas helicoidais de veículos são geralmente feitas de um aço 5160 ou equivalente. Nem sempre, no entanto. Para 5160, recozam-no a 1450 F. |
| Rebar | Seu palpite é tão bom como o meu. O vergalhão é feito de qualquer sucata de metal disponível, e também não é muito consistente. Pode ter uma extremidade da barra que é de aço macio suave morto, e a outra extremidade da mesma barra que é totalmente dura. Basta acendê-la com os olhos e esperar pelo melhor. Se quiser saber mais sobre vergalhões, consulte este artigo sobre o que é feito de. |
| Rail Spike/Track | Again, nem sempre o mais consistente em termos de composição. Normalmente, as pistas tenderão a ser mais tratáveis por calor do que os espigões. Com bastante frequência será algo semelhante a um A36, que pode ser recozido por volta de 1550-1600 F. Veja este artigo sobre espigões e este artigo sobre pistas para aprender mais sobre composições comuns. |
| Structural Steel (I Beams, C Channel, Etc) | O aço estrutural mais comum é o A36, embora haja variações. Este é utilizado de forma mais consistente para o material pesado, como a construção industrial. Para o material pequeno, poderia ainda ser A36, ou poderia igualmente ser algo mais. Anneal a 1550-1600 F. |
Perguntas Relacionadas
Qual é a diferença entre recozimento e têmpera?
O recozimento amacia totalmente o metal, tornando-o maleável, enquanto que a têmpera reduz simplesmente a fragilidade do metal. O recozimento é feito a altas temperaturas, geralmente a cerca de 1500 F para os aços. A têmpera é feita a baixas temperaturas, normalmente até cerca de 500 F. Normalmente a têmpera é feita após um processo de endurecimento para aliviar tensões internas e prevenir futuras falhas catastróficas.
Qual é a diferença entre recozimento e normalização?
O recozimento é um processo de arrefecimento muito lento e controlado, enquanto que a normalização é arrefecida muito mais rapidamente ao ar livre. A normalização é feita principalmente para reduzir o stress interno e tornar a estrutura do grão mais uniforme. O aço normalizado é normalmente parcialmente duro, em vez de totalmente mole como o aço recozido.
Normalizar também é significativamente mais barato, uma vez que as peças são arrefecidas ao ar livre em vez de se sentarem dentro de um forno caro, retardando a produção.
Pode recozer outros metais, como o cobre?
Cobre pode ser recozido, embora o processo seja ligeiramente diferente. A temperatura de recozimento do cobre é tipicamente 700 F, ou uma cor vermelha brilhante. A principal diferença é que o recozimento do cobre não requer um arrefecimento lento; na realidade, um recozimento rápido da água dará provavelmente os melhores resultados.
Outros metais podem ser recozidos com base na qualidade e tipo. Latão, prata, e certos graus de alumínio podem ser suavizados por este processo.