4.Identifique os efeitos da temperatura sobre as propriedades mecânicas dos aços-Carbono;

Passo 1

O enunciado pede para a gente entender como a temperatura afeta as propriedades mecânicas dos aços carbono. Para isso, vamos recorrer aos conceitos de mobilidade de discordâncias, transição dúctil-frágil e fenômenos de amolecimento e fluência em alta temperatura.

Passo 2

Efeito de resfriamento (baixas temperaturas)
– Ao diminuir a temperatura, a energia térmica das átomos cai, dificultando o movimento de discordâncias. Isso geralmente faz com que o limite de escoamento e a resistência à tração aumentem levemente.
– Por outro lado, a ductilidade e a tenacidade caem fortemente; abaixo da temperatura de transição dúctil-frágil (DTF) o aço passa a quebrar de modo frágil, com pouca deformação plástica antes da fratura.
– Em aços ferríticos-carbono, a DTF costuma ficar entre -50^\circ\text{C} e +50^\circ\text{C}, dependendo da composição e do processo de fabricação.

Passo 3

Efeito de aquecimento moderado (até \sim 300^\circ\text{C})
– Nesse intervalo, a energia térmica favorece o deslizamento de discordâncias, reduzindo um pouco o limite de escoamento e a resistência à tração.
– A ductilidade e a capacidade de absorver energia antes da fratura tendem a aumentar, tornando o aço menos suscetível a trincas sob choques leves.

Passo 4

Efeito de altas temperaturas (acima de \sim 300^\circ\text{C})
– Começa a ocorrer alívio de tensões internas e coalescência de precipitados, o que leva a uma queda acentuada no limite de escoamento, na resistência à tração e na dureza.
– Aparece o fenômeno de fluência (creep): sob carregamento constante, o aço sofre deformação lenta e progressiva.
– O módulo de elasticidade diminui, reduzindo a rigidez do componente, e a fadiga em regime térmico se agrava.

Resposta

Em baixas temperaturas: aumento moderado da resistência, mas forte queda de ductilidade e tenacidade (risco de fratura frágil abaixo da DTF).
Em temperaturas até ∼ 300\circC: ligeiro amolecimento (queda de escoamento e resistência) e aumento da ductilidade.
Acima de ∼ 300\circC: perda acentuada de resistência e dureza, redução do módulo elástico e surgimento de fluência (creep).

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