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})

Passo 1

O enunciado pede que, para um aço eutetoide ( \approx 0,8 % 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:
  1. Austenitização: aquecer o aço a uma temperatura acima da linha A_{3} (tipicamente entre 780\circC e 820\circC) e manter tempo suficiente para homogeneizar a fase austenita.
  2. Resfriamento rápido (abaixo da linha C_{1}) até a temperatura de têmpera isotérmica T_{\mathrm{iso}}, para evitar formação de perlita.
  3. Manutenção em T_{\mathrm{iso}} até completar a transformação da austenita em bainita (ou ferrit a+cementita dispersa), sem formar martensita.
  4. 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 400\circC– 500\circC. Quanto maior T_{\mathrm{iso}}, mais ferrita “mais grossa” e menor resistência, porém maior ductilidade. Para 900 MPa e 30 % RA, escolhemos T_{\mathrm{iso}}\approx450\,^\circ\mathrm{C}.

Passo 4

Proposta de ciclo térmico:
Austenitizar em 780\,^\circ\mathrm{C} por 30 min → resfriar rapidamente até 450\,^\circ\mathrm{C} (banho salino) → manter a 450\circC por cerca de 20 min (tempo suficiente para completar a formação da bainita superior segundo o TTT) → resfriar ao ar até temperatura ambiente.

Resposta

Austenitizar a 780\,^\circ\mathrm{C} (30 min), resfriar rápido até 450\,^\circ\mathrm{C}, manter isotermicamente 20 min neste banho e, por fim, resfriar ao ar. Essa bainitização superior gera cerca de 900 MPa de R_m e ~ 30 % de \%\mathrm{RA}.

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