Tratamentos Térmicos

TRATAMENTOS TÉRMICOS, MECÂNICOS E ESTUDO DOS AÇOS E LIGAS NÃO-FERROSAS – 1ª PARTE

3ª lista de exercícios

1. Compare a cinética de formação da austenita a partir da martensita, da perlita e de uma estrutura esferoidizada.

Martensita: A formação da austenita a partir de uma estrutura martensitica ocorre de forma muito rápida, devido à fina distribuição de carboneto e as curtas distancias de difusão. A transformação martensita austenita também ocorre por cisalhamento.

Perlita: A formação da austenita a partir de grão de perlita consiste na reversão da reação eutetóide. Sua cinética está diretamente relacionada à difusão do carbono, que tem origem na cementita, e migra para os contornos de grãos, entre a ferrita e a cementita. A transformação é realizada de forma relativamente rápida, devido às inúmeras interfaces ferrita-cementita (ou outros carbonetos) presentes na estrutura, fato que reduz a distância da difusão.

Estrutura esferoidizada: Ocorre basicamente da mesma forma que na perlita (cinética relacionada à difusão do carbono), no entanto a transformação é realizada de forma relativamente lenta quando comparada à perlita, devido ao baixo número de interfaces, fato que aumenta a distância percorrida pelos átomos de carbono na difusão.

2. Descreva o mecanismo de controle do tamanho de grão austenítico por AlN e explique a ocorrência de crescimento anômalo de grão.

A presença de uma segunda fase (carbonetos e/ou nitretos) dispostas na matriz da primeira fase pode ser utilizada como um mecanismo de controle de crescimento de grão austenítico. Este controle ocorre devido à necessidade de criação de uma área equivalente à segunda fase para que o contorno do grão da primeira fase continue a “avançar” consumindo os grãos adjacentes.

Na fabricação de aço é bastante comum a utilização de alumínio para desoxidar (acalmar) o mesmo, devido à forte afinidade alumínio-oxigênio. Este processo freqüentemente deixa alumínio em solução na matriz do aço, mas com o resfriamento do material a solubilidade cai, e o alumínio migra para formar nitreto AlN, que fica disperso como uma segunda fase na matriz do primeiro.

Durante um novo ciclo de aquecimento do material, onde haveria a tendência ao crescimento do grão austenítico, os precipitados de AlN agem como uma segunda fase atrasando o crescimento. Este atraso no crescimento se mantém até aproximadamente a temperatura de 1850ºF (1010ºC), quando ocorre a dissolução da 2ª fase (AlN) no grão da primeira, levando ao comportamento anômalo na taxa de crescimento do grão.

3. Descreva as mudanças estruturais que ocorrem no revenimento em função da temperatura.

Formação de carbonetos de transição e redução da concentração de carbono na matriz tetragonal de corpo centrada (martensita) para níveis da ordem de 0,25%C. Transformação da austenita retida em ferrrita e cementita e alteração do carboneto de transição e da martensita de baixo teor de carbono para cementita e ferrita.

4. Quais são os mecanismos responsáveis pela “fragilização da martensita revenida”, TME?

Em resumo, os mecanismos de fragilização da martensita revenida são dúctil,

por clivagem, e de fratura intergranular. Apesar da presença de fósforo reduzir a resistência à fratura, o catalisador do mecanismo de TME é a formação de novas distribuições de cementita produzidas no segundo e início do terceiro estágio do revenimento.

5. Qual é o efeito do Cr, Mo e V sobre as propriedades mecânicas de um aço após o revenimento.

Estes elementos são elementos fortemente formadores de carbonetos e atuam aumentando a temperabilidade do aço, por reduzirem a difusão dos átomos de C, aumentando a taxa de carbono aprisionado na estrutura da martensita. Reduzem a taxa de “amaciamento” do aço devido ao retardo do crescimento dos grãos de cementita