Quais são os principais métodos de recozimento para o alumínio forjado?

O recozimento é um processo de tratamento térmico utilizado para obter uma composição uniforme, uma microestrutura estável ou propriedades de processamento favoráveis. Dependendo do objetivo, o recozimento do alumínio forjado é dividido em recozimento de homogeneização, recozimento de recristalização, recozimento intermediário e recozimento final.

Recozimento de homogeneização

O recozimento de homogeneização é realizado principalmente em fundições de alumínio e em empresas produtoras de ligas. O resfriamento muito rápido pode causar um efeito de têmpera. Para evitar isso, o material deve esfriar dentro do forno ou ser empilhado para resfriamento ao ar após a retirada.

Recozimento de recristalização

O recozimento de recristalização remove os defeitos cristalinos e o endurecimento por deformação causados pela deformação plástica e melhora a ductilidade e a tenacidade. A recristalização ocorre por meio da nucleação e do crescimento de novos grãos.

Recozimento intermediário

Durante o trabalho a frio, muitas vezes não é possível alcançar uma grande deformação necessária em uma única operação. O recozimento intermediário elimina o endurecimento por deformação e restaura a ductilidade, permitindo que a deformação continue até atingir o tamanho e a forma desejados.

Recozimento final

Dependendo da liga e dos requisitos de uso, o recozimento final pode ser parcial, ou de baixa temperatura, ou total, de alta temperatura.

O recozimento completo consiste em aquecer uma liga endurecida por deformação a frio ou parcialmente endurecida por têmpera acima de sua temperatura de transformação e mantê-la nessa temperatura até que se forme uma solução sólida monofásica. O resfriamento lento, geralmente no forno, permite que a solução sólida se decomponha e que as partículas da segunda fase se aglutinem por difusão.

No recozimento parcial, a liga é aquecida até uma temperatura adequada abaixo do ponto crítico de transformação, mantida nessa temperatura e, em seguida, resfriada de forma relativamente rápida, geralmente ao ar. Esse processo elimina parte do efeito de endurecimento por deformação, facilitando uma operação de conformação subsequente com deformação limitada, ou melhora a ductilidade, mantendo ao mesmo tempo parte do reforço resultante da deformação a frio, produzindo um estado de semi-endurecimento.

A maior parte do trabalho de deformação é dissipada na forma de calor, mas uma pequena parcela permanece no metal como energia armazenada na distorção da rede cristalina e em defeitos, tais como defeitos pontuais, dislocações, limites entre subgrãos e falhas de empilhamento. Essa energia armazenada, expressa como o aumento da energia livre após a deformação a frio, impulsiona a mudança microestrutural.

Quando o metal deformado plasticamente é aquecido e mantido nessa temperatura, sua estrutura passa por três estágios. Durante a recuperação, os grãos fibrosos alongados permanecem praticamente inalterados ao microscópio. Durante a recristalização, novos grãos pequenos se formam dentro dos grãos deformados e crescem até que a estrutura fibrosa seja completamente substituída por grãos equiaxiais. Durante o crescimento dos grãos, os novos grãos se consomem mutuamente até atingirem um tamanho relativamente estável. A manutenção em temperatura progressivamente mais alta produz a mesma sequência.

Durante a recuperação, a dureza diminui apenas ligeiramente, enquanto a ductilidade melhora; a resistência apresenta variação semelhante, pois geralmente acompanha a dureza. Durante a recristalização, a dureza e a resistência diminuem significativamente, e a ductilidade aumenta acentuadamente. O aumento da dureza e da resistência produzido pela deformação plástica está associado ao aumento da densidade de deslocamentos. A densidade de deslocamentos diminui apenas ligeiramente durante a recuperação, mas cai substancialmente durante a recristalização.