032 - Haikai Sub-Zero e Criogenia

Os processos Sub-Zero e Criogenia são realizados depois do primeiro resfriamento do aço à temperatura de “Austenitização” até a temperatura ambiente.

·         Sub-Zero:  processo de resfriamento do aço da temperatura ambiente até uma temperatura intermediária ao Nitrogênio Líquido (-196 ºC);

Temperaturas e meios de resfriamento do Sub-Zero:

1.      Até – 80ºC: líquidos não congelantes, tais como “álcool”, “acetona”, com adições de gelo seco; ou  CO₂ líquido;

2.      Até – 150 ºC:  liquido congelante com adições de nitrogênio líquido;

·         Criogenia: nome do processo de resfriamento ao aço à temperatura de     -196 ºC (temperatura do nitrogênio líquido)

Os dois processos podem ser utilizados para transformar parte da austenita que não se transformou no primeiro resfriamento – têmpera – para promover a uniformidade da microestrutura em martensita. Quanto maior o teor em carbono e outros elementos de liga dissolvidos na austenita tanto mais baixa será a temperatura (“Mi”) que tem início a transformação desta microestrutura em martensita. Nesses casos, a temperatura final de transformação (“Mf”) da austenita estará abaixo de 0 ºC. A consequência desse fato é a existência de uma austenita não transformada (“austenita retida”) que se mantida no aço da peça para trabalho poderá ser fonte de uma falha. 

Caberia lembrar que o aço na condição acima sofre processos de alivio de tensão - “Revenimento” - logo depois da têmpera e se adequadamente realizado promove a redução da quantidade de “austenita retida” até níveis próximos de zero.  Felizmente, a alternativa industrial de processo térmico como “revenimento” serve para adequar a dureza do aço e, principalmente, transformar e reduzir a quantidade de austenita retida. Por que felizmente? Porque o aço depois do primeiro resfriamento apresenta elevadas tensões residuais e o Sub-Zero e/ou Criogenia são intenso resfriamento que acrescenta mais tensões pela transformação da austenita retida. Além do que o aço da peça poder apresentar geometria com concentradores de tensões e trincar.

Contribuições desses processos: 

1.     Estabilidade dimensional; uniformidade microestrutural e incrementar a dureza;

2.  Melhorar a Tenacidade e Resistência ao Desgaste são propriedades que estudos realizados confirmariam, mas não conclusivos

    Conclusão:  não dá prá aplicar esses processos aleatoriamente! Cuidado!