Amostras dos aços SAE 1045, SAE 1080 e SAE 1095 foram aquecidas e temperadas juntas. Após a têmpera, o aço SAE 1045, além de martensita, apresentou ferrita em sua microestrutura. O aço SAE 1095 apresentou cementita além da martensita e o aço SAE 1080 apresentou microestrutura 100% martensítica.
a) Por que o aço SAE 1080 foi o único que sofreu transformação total em martensita? Justifique sua resposta.
b) Como as microestruturas citadas afetarão as propriedades mecânicas de cada aço?
a) Por que o aço SAE 1080 foi o único que sofreu transformação total em martensita? Justifique sua resposta.
b) Como as microestruturas citadas afetarão as propriedades mecânicas de cada aço?
Passo 1
O enunciado diz que três aços com diferentes teores de carbono (SAE
, SAE
e SAE
) foram austenitizados e depois temperados (resfriados rapidamente), resultando em:
– SAE : martensita
ferrita proeuteto
– SAE :
% martensita
– SAE : martensita
cementita proeuteto
Precisamos explicar por que só o SAE deu martensita pura (parte a) e como essas microestruturas influenciam as propriedades mecânicas (parte b).
– SAE
– SAE
– SAE
Precisamos explicar por que só o SAE
Passo 2
O ponto de partida é que a composição de carbono define se o aço é hipoeutetoide, eutetoide ou hipereutetoide em relação ao ponto eutetoide
C:
– SAE (
C) é hipoeutetoide (<
% C);
– SAE (
C) é exatamente eutetoide;
– SAE (
C) é hipereutetoide (>
% C).
– SAE
– SAE
– SAE
Passo 3
Ao resfriar da fase austenita:
– No aço hipoeutetoide, ao baixar abaixo da temperatura eutetoide, forma-se primeiro ferrita proeuteto (Fe com baixo C) antes de chegar ao ponto em que o restante da austenita se transforma em perlita ou, no quench, em martensita.
– No aço hipereutetoide, forma-se primeiro cementita proeuteto antes da transformação da austenita residual.
– No aço eutetoide, não há fase proeuteto; toda a austenita remanescente pode transformar-se diretamente em perlita ou, no quench, em martensita.
– No aço hipoeutetoide, ao baixar abaixo da temperatura eutetoide, forma-se primeiro ferrita proeuteto (Fe com baixo C) antes de chegar ao ponto em que o restante da austenita se transforma em perlita ou, no quench, em martensita.
– No aço hipereutetoide, forma-se primeiro cementita proeuteto antes da transformação da austenita residual.
– No aço eutetoide, não há fase proeuteto; toda a austenita remanescente pode transformar-se diretamente em perlita ou, no quench, em martensita.
Passo 4
Como o SAE
tem teor de carbono igual ao ponto eutetoide, ele não forma nem ferrita nem cementita proeuteto durante o resfriamento. Assim, ao atingir a temperatura de início de martensita (
),
% da austenita disponível converge para martensita. Já nos aços SAE
e SAE
parte da austenita se perdeu formando ferrita ou cementita proeuteto, restando menos austenita para transformar-se em martensita.
Passo 5
Cada fase tem propriedades típicas:
– Martensita: muito dura e resistente, porém muito frágil e pouco dúctil.
– Ferrita: macia, dúctil e tenaz, mas com resistência e dureza baixas.
– Cementita: duríssima e muito frágil, pouca ductilidade.
Logo:
– SAE (martensita
ferrita) terá dureza e resistência intermediárias, boa tenacidade e razoável ductilidade.
– SAE (
% martensita) exibirá dureza e resistência máximas, porém baixa tenacidade e baixa ductilidade.
– SAE (martensita
cementita) terá dureza muito alta (ainda acima do SAE
em função da cementita), mas tenacidade e ductilidade ainda menores, sendo o mais quebradiço dos três.
– Martensita: muito dura e resistente, porém muito frágil e pouco dúctil.
– Ferrita: macia, dúctil e tenaz, mas com resistência e dureza baixas.
– Cementita: duríssima e muito frágil, pouca ductilidade.
Logo:
– SAE
– SAE
– SAE
Resposta
a) Porque o SAE
é aço eutetoide (
C): não forma fases proeutetóides no resfriamento, de modo que toda a austenita se converte em martensita ao temperar.
b) As microestruturas afetam as propriedades assim:
– SAE (martensit
errita): dureza/resistência moderadas, boa tenacidade e ductilidade;
– SAE (
% martensita): alta dureza e resistência, baixa tenacidade e ductilidade;
– SAE (martensit
ementita): máxima dureza, mas tenacidade e ductilidade muito baixas (mais frágil).
b) As microestruturas afetam as propriedades assim:
– SAE
– SAE
– SAE