Recozimento

O recozimento brilhante do aço requer condições que reduzam os óxidos. Tradicionalmente, o diagrama de Ellingham tem sido usado para prever as condições para a oxidação de metais puros ou a redução dos seus óxidos. Este método pode ser utilizado para prever as condições em que os óxidos de ferro e ligas adicionados aos aços, como o crómio, devem ser reduzidos quando pensamos em aços inoxidáveis. O sistema tradicional não é preciso porque só utiliza dados termodinâmicos para metais puros e seus óxidos, ignorando o fato de que o ferro e os elementos de liga formam uma solução compacta. Além disso, a razão de pressão parcial de equilíbrio aproximada de hidrogênio e vapor de água só pode ser determinada para a oxidação de um metal específico a uma determinada temperatura.

Alternativamente, você pode usar diagramas mais precisos para aços e outras ligas, estes são materiais que são criados com a ajuda de bancos de dados e programas de computador, como FactSage™ (software termoquímico e pacote de banco de dados desenvolvido em conjunto entre Thermfact / CRCT e GTT-Technologies) ou software Thermo-Calc. Usando as curvas de oxidação-redução, apresentadas como pontos de orvalho de hidrogênio puro ou atmosferas de nitrogênio-hidrogênio versus temperatura, você pode selecionar rapidamente a atmosfera para recozimento de aços sem formação de óxido. O diagrama da Figura 1 foi criado usando o FactSage. Este diagrama mostra que as curvas de oxidação-redução para os sistemas Fe-18% Cr e Fe-18% Cr-8% Ni, representando os aços inoxidáveis, são superiores às curvas Cr /Cr₂O₃ correspondentes. Para ligas (por exemplo, aços), você pode realizar cálculos mais precisos usando dados termodinâmicos de substâncias puras (ou seja, metais e óxidos puros) e bases de dados de soluções. Tais diagramas podem ser produzidos especificamente para aços específicos e para uma variedade de composições atmosféricas.

Estes métodos podem ajudá-lo a resolver problemas e optimizar as suas operações de recozimento, equilibrando a utilização de hidrogénio com a qualidade do produto.

Curvas de oxidação-redução para cromo puro, Fe-18% Cr e Fe-18% Cr-8% Ni, a uma pressão total de 1 atm, com uma pressão parcial de hidrogênio de 0,05 atm, correspondente a N₂-5% H₂. (Este diagrama foi construído utilizando dados termodinâmicos para soluções, além dos dados para os elementos puros e seus óxidos).

Figura 1:

A formação da película de óxido é causada pela relação entre a pressão parcial de hidrogênio e água, temperatura e tempo, que podem mudar significativamente na saída do forno. Um ponto de orvalho elevado devido à reacção do ar de entrada com o hidrogénio, combinado com uma temperatura reduzida, levará à oxidação, se o tempo na zona de saída for longo. Além disso, a superfície de identificação do tubo pode esfriar mais lentamente do que o diâmetro externo, levando a uma oxidação desigual. As medidas para evitar isso incluem aumentar a velocidade de deslocamento do tubo, aumentar o fluxo de hidrogênio em todas as superfícies do tubo, e aplicar uma cortina de nitrogênio na saída para diluir a entrada de ar e facilitar o resfriamento. Há considerações tecnológicas, de segurança e de custo em cada contra-medida.