Cementação

Cementação, ou carburização, é um tratamento térmico do aço que difunde carbono na superfície do metal para formar uma camada superficial endurecida (case) enquanto o interior permanece mais dúctil. O aumento de carbono na superfície aumenta dureza, resistência ao desgaste e performance superior em aplicações sujeitas a desgaste e falhas por fadiga.

O processo ocorre geralmente em temperaturas elevadas, entre aproximadamente 850 e 1050 °C. O carbono difunde-se a partir de uma fonte de carbono na atmosfera receptora ou em um meio líquido ou sólido, criando uma camada com maior teor de carbono. Após a diffusão, a peça é resfriada rapidamente (têmpera) para transformá-la em martensita na região de case, conferindo dureza elevada, enquanto o núcleo pode manter tenacidade adequada. Em alguns casos, pode ocorrer uma etapa de revenido para ajustar a tenacidade e reduzir tensões residuais.

Os métodos de cementação incluem: carburização gasosa, na qual a peça fica em atmosfera contendo hidrocarbonetos (p. ex., metano, etano) em forno; carburização em vácuo, com gases hidrocarbonetos em baixa pressão; carburização líquida ou química, usando sais carbonosos em banho; e carburização por plasma, que utiliza descarga elétrica para ativar a difusão de carbono. Também existem variantes como carbonitriding (carbono e nitrogênio) para obter combinações específicas de dureza e resistência à tração, e cyaniding, que utiliza sais de cianeto, porém com considerações de segurança.

Aplicações típicas incluem componentes sujeitos a desgaste de superfície e carregamento repetido, como engrenagens, virabrequins, eixos, cascas de mancais e seguintes peças. Vantagens: melhoria de dureza superficial, resistência ao desgaste e vida útil de componentes. Desvantagens: necessidade de controle cuidadoso de distorção térmica, tensões residuais e, em alguns métodos, riscos ambientais ou de saúde associados a certos meios.