10.P2 Para um aço eutetoide, descreva tratamentos térmicos isotérmicos que seriam exigidos para produzir amostras com as seguintes combinações de limite de resistência à tração e ductilidade (%RA):
900 MPa e (30 % \mathrm{RA})
900 MPa e (30 % \mathrm{RA})
Passo 1
O enunciado pede que, para um aço eutetoide (
% C), apliquemos um tratamento térmico isotérmico que resulte em limite de resistência à tração de 900 MPa e ductilidade medida por redução de área de 30 % (% RA). Vamos usar o diagrama isotérmico (diagrama TTT) para escolher a temperatura de transformação da austenita, de modo a obter uma microestrutura (bainita ou martensita temperada) que forneça esse compromisso resistência–ductilidade.
Passo 2
Num tratamento isotérmico partimos de:
- Austenitização: aquecer o aço a uma temperatura acima da linha
(tipicamente entre C e C) e manter tempo suficiente para homogeneizar a fase austenita. - Resfriamento rápido (abaixo da linha
) até a temperatura de têmpera isotérmica , para evitar formação de perlita. - Manutenção em
até completar a transformação da austenita em bainita (ou ferrit ementita dispersa), sem formar martensita. - Resfriamento ao ambiente para estabilizar a microestrutura.
Passo 3
Para atingir cerca de 900 MPa de resistência e ~ 30 % RA, buscamos austenita transformada em bainita superior (lâminas grossas de ferrita com carbonetos finos). No diagrama TTT de um aço eutetoide típico a faixa de formação de bainita superior fica em torno de
C–
C. Quanto maior
, mais ferrita “mais grossa” e menor resistência, porém maior ductilidade. Para 900 MPa e 30 % RA, escolhemos
.
Passo 4
Proposta de ciclo térmico:
Austenitizar em por 30 min → resfriar rapidamente até
(banho salino) → manter a
C por cerca de 20 min (tempo suficiente para completar a formação da bainita superior segundo o TTT) → resfriar ao ar até temperatura ambiente.
Austenitizar em
Resposta
Austenitizar a
(30 min), resfriar rápido até
, manter isotermicamente 20 min neste banho e, por fim, resfriar ao ar. Essa bainitização superior gera cerca de 900 MPa de
e ~ 30 % de
.