- Ferros Fundidos
- O ferro fundido cinzento apresenta alta capacidade de amortecimento e menor expansão térmica do que o aço, o que contribui para sua estabilidade dimensional sob ciclos térmicos. O recozimento de alívio de tensões entre 550–650 °C é comum para reduzir as tensões internas decorrentes da fundição, sem comprometer a resistência e a dureza. As classes mais comuns de ferro fundido cinzento são GG-15, GG-20 e GG-25.
- O ferro fundido nodular (ductil) também pode oferecer boa estabilidade. Além disso, séries de ferro fundido dúctil de baixa expansão térmica (por exemplo, B1, B2, B3), com elevados teores de níquel e cobalto, apresentam taxas de variação dimensional de apenas 0,005–0,026% e 0–0,044% nos eixos transversal e longitudinal, respectivamente, valores substancialmente inferiores aos do ferro fundido dúctil comum (0,086% e 0,485%) ou do aço inoxidável (0,188% e 0,682%).
- Aços Fundidos
Embora a deformação seja geralmente maior nos aços fundidos devido à transformação de fase, foram desenvolvidos certos aços fundidos endurecidos por chama, de baixa deformação. O endurecimento por chama é utilizado porque a temperatura de transformação mais baixa dessas ligas específicas ajuda a evitar deformações significativas e previne trincas causadas pelo resfriamento rápido.
- Ligas de Alumínio
- As ligas de alumínio exigem controle cuidadoso do processo devido à sua alta condutividade térmica, baixo ponto de fusão (~660 °C) e tendência ao afundamento sob a ação da gravidade em temperaturas elevadas.
- ADC12 (Al-Si-Cu) é uma liga para fundição sob pressão que oferece boa estabilidade dimensional. Seu tratamento térmico deve ser controlado, pois provoca deformação por expansão decorrente da precipitação de elementos como o silício.
- A356 e A365 são ligas com boa colabilidade e aptidão ao tratamento térmico. Sua deformação pode ser minimizada mediante processos otimizados de aquecimento e têmpera, evitando trincas e preservando a precisão.
- Ligas de Baixa Expansão
Essas ligas especiais são projetadas para aplicações que exigem quase nenhuma expansão térmica e alta estabilidade dimensional em ampla faixa de temperaturas.
- Invar 36 (Fe-36% Ni) possui um coeficiente de expansão térmica (CTE) extremamente baixo, mantendo dimensões praticamente constantes desde temperaturas criogênicas até 260 °C.
- Super Invar (Fe-32% Ni-5% Co) oferece um coeficiente de expansão térmica ainda mais baixo do que o Invar padrão, sendo indicado para as aplicações mais exigentes.
- Kovar (Fe-Ni-Co) é outra liga de baixo CTE que mantém variações dimensionais mínimas diante das flutuações de temperatura.
- Outras Ligas
- A liga Zamak (Zn-Al) apresenta baixo ponto de fusão (aproximadamente 390 °C), o que reduz ao mínimo as tensões térmicas sobre moldes e ferramentas, contribuindo para a precisão dimensional a longo prazo.
- Algumas superligas, como GH242 (Ni-Mo-Cr), possuem intrinsicamente baixos coeficientes de expansão térmica aliados à resistência em altas temperaturas, garantindo estabilidade.
Princípios Gerais para o Tratamento Térmico de Baixa Distorção
Além da seleção do material, existem princípios gerais que você deve seguir em seu processo para minimizar a distorção durante o tratamento térmico:
- Sempre realize uma etapa de recozimento de alívio de tensões antes de qualquer tratamento térmico em alta temperatura, a fim de eliminar as tensões residuais da fundição.
- Otimize a composição da liga para reduzir o ponto Ms, promovendo uma transformação mais gradual e diminuindo a variação de volume e as tensões durante a têmpera.
- Controle a velocidade de têmpera para evitar altos gradientes térmicos (por exemplo, optando pelo resfriamento ao ar quando aplicável), pois o resfriamento rápido é uma das principais causas de distorção.