Qual o ciclo térmico submetido aos aços TRIP? Explique como se mantem a austenita retida em temperatura ambiente? Qual a importância da austenita retida para as propriedades mecânicas desses materiais?
Passo 1
O enunciado pede três coisas sobre os aços TRIP:
- Descrever o ciclo térmico a que eles são submetidos.
- Explicar como se mantém a austenita retida em temperatura ambiente.
- Justificar a importância dessa austenita retida para as propriedades mecânicas.
Este conteúdo envolve transformação de fases em aços, diferenças de temperatura crítica, , enriquecimento de carbono e o efeito TRIP (Transformation-Induced Plasticity).
Passo 2
O ciclo térmico clássico dos aços TRIP consiste em:
– Aquecimento acima de (geralmente
–
) para formar completamente austenita.
– Resfriamento rápido até a zona intercrítica, (por exemplo,
–
), onde parte da austenita se transforma em ferrita e parte permanece austenita.
– Isoterma em temperatura bainítica –
por tempo suficiente para gerar ferrita bainítica. Durante essa isoterma a ferrita bainítica retira carbono da matriz, enriquecendo a austenita remanescente.
– Resfriamento final até temperatura ambiente, sem formar martensita nova ou com formação controlada de martensita, de modo que sobre ainda reste um volume significativo de austenita enriquecida em carbono.
– Aquecimento acima de
– Resfriamento rápido até a zona intercrítica,
– Isoterma em temperatura bainítica
– Resfriamento final até temperatura ambiente, sem formar martensita nova ou com formação controlada de martensita, de modo que sobre ainda reste um volume significativo de austenita enriquecida em carbono.
Passo 3
A manutenção da austenita em temperatura ambiente dá-se por dois mecanismos principais:
– Enriquecimento de carbono: durante a formação da ferrita bainítica, o carbono liberado difunde para a austenita não transformada, elevando seu teor de carbono. Como o carbono baixa as temperaturas de início e fim de transformação martensítica e
, essa austenita enriquecida fica estável abaixo de
e não se transforma espontaneamente em martensita ao esfriar.
– Estabilização mecânica: a morfologia em fatias finas de austenita entre ferrita e bainita cria uma barreira à nucleação de martensita. Isso também ajuda a impedir a transformação completa da austenita em martensita ao chegar a temperatura ambiente.
– Enriquecimento de carbono: durante a formação da ferrita bainítica, o carbono liberado difunde para a austenita não transformada, elevando seu teor de carbono. Como o carbono baixa as temperaturas de início e fim de transformação martensítica
– Estabilização mecânica: a morfologia em fatias finas de austenita entre ferrita e bainita cria uma barreira à nucleação de martensita. Isso também ajuda a impedir a transformação completa da austenita em martensita ao chegar a temperatura ambiente.
Passo 4
A austenita retida é crucial para as propriedades mecânicas dos aços TRIP porque:
– Em deformação plástica ela transforma-se em martensita de forma progressiva (efeito TRIP), aumentando o encruamento homogêneo e atrasando o estricção.
– Isso resulta em alta resistência à tração combinada com excelente ductilidade e tenacidade.
– A presença de austenita retida também reduz pontos de concentração de tensões e aumenta a absorção de energia em ruptura, melhorando o desempenho em aplicações estruturais.
– Em deformação plástica ela transforma-se em martensita de forma progressiva (efeito TRIP), aumentando o encruamento homogêneo e atrasando o estricção.
– Isso resulta em alta resistência à tração combinada com excelente ductilidade e tenacidade.
– A presença de austenita retida também reduz pontos de concentração de tensões e aumenta a absorção de energia em ruptura, melhorando o desempenho em aplicações estruturais.
Resposta
O ciclo térmico dos aços TRIP inclui: austenitização acima de
, resfriamento intercrítico
, isoterma bainítica a
–
para formação de ferrita bainítica e enriquecimento de carbono da austenita, e resfriamento final a temperatura ambiente. A austenita retida permanece graças ao enriquecimento de carbono (que baixa
e
) e à estabilização mecânica da sua morfologia fina. Essa austenita é vital pois, sob deformação, transforma-se em martensita, promovendo forte encruamento (efeito TRIP), o que confere ao material combinação excepcional de resistência, ductilidade e tenacidade.