Por que aços rápidos possuem dureza a quente?
Passo 1
O enunciado pede para explicar por que os aços rápidos (high-speed steels) mantêm dureza a quente. O conteúdo envolve microestrutura, formação de carbetos, endurecimento secundário e resistência ao revenimento. Para resolver, vamos revisar a composição química desses aços e os mecanismos que garantem a dureza em temperaturas elevadas.
Passo 2
Composição e microestrutura
Aços rápidos são aços-ferramenta com alto teor de carbono e elementos de liga como ,
,
e
. Após têmpera, formam uma matriz martensítica na qual se dispersam carbetos primários do tipo
,
e
. Esses carbetos são estáveis em altas temperaturas e são cruciais para manter a dureza.
Aços rápidos são aços-ferramenta com alto teor de carbono e elementos de liga como
Passo 3
Fortalecimento por solução sólida e estabilidade do martensito
Os elementos de liga pesados retardam a difusão de átomos e elevam a temperatura de início de revenimento da martensita, dificultando sua reversão para perlita ou ferrita. Além disso, reforçam a rede cristalina do martensito por solução sólida, aumentando a tensão de rede e a resistência ao escoamento.
Os elementos de liga pesados retardam a difusão de átomos e elevam a temperatura de início de revenimento da martensita, dificultando sua reversão para perlita ou ferrita. Além disso, reforçam a rede cristalina do martensito por solução sólida, aumentando a tensão de rede e a resistência ao escoamento.
Passo 4
Endurecimento secundário (secondary hardening)
Durante o revenimento em temperaturas da ordem de C a
C, precipitam-se finos carbetos de
e carbetos complexos, reduzindo a mobilidade de discordâncias. Esse fenômeno de precipitação adicional de carbetos finos incrementa a dureza à medida que a temperatura sobe, conferindo o chamado red hardness.
Durante o revenimento em temperaturas da ordem de
Passo 5
Manutenção de dureza a quente (red hardness)
A combinação de martensita estabilizada, reforço por solução sólida e distribuição fina de carbetos secundários possibilita elevada dureza mesmo em temperaturas onde aços comuns amoleceriam. É esse equilíbrio de fases e precipitados que garante aos aços rápidos a capacidade de corte a quente.
A combinação de martensita estabilizada, reforço por solução sólida e distribuição fina de carbetos secundários possibilita elevada dureza mesmo em temperaturas onde aços comuns amoleceriam. É esse equilíbrio de fases e precipitados que garante aos aços rápidos a capacidade de corte a quente.
Resposta
Aços rápidos possuem dureza a quente graças à alta liga com elementos como
,
,
e
que formam uma matriz martensítica estável reforçada em solução sólida, além de carbetos primários e, sobretudo, de precipitação de carbetos secundários finos durante o revenimento (endurecimento secundário), o que mantém a resistência ao amolecimento em altas temperaturas.