(a) Cite os três fatores que influenciam o grau segundo o qual a martensita é formada ao longo de toda a seção reta de uma amostra de aço. (b) Para cada fator, diga como a extensão da formação de martensita pode ser aumentada.

Passo 1

Beleza, o enunciado quer que a gente fale sobre martensita em aço. É conteúdo de metalurgia/engenharia de materiais, mais especificamente de têmpera e dureza (transformação martensítica). A tarefa é:
a) citar três fatores que influenciam o quanto de martensita se forma por toda a seção de uma peça de aço;
b) para cada fator, dizer como “turbinamos” a formação de martensita.

Passo 2

Fator 1: composição química (teor de carbono e elementos de liga)
Teoria: quanto mais carbono e elementos formadores de austenita (Mn, Cr, Mo, Ni etc.), maior é a resistência do aço à transformação ferrita-perlita durante o resfriamento lento e, portanto, maior a probabilidade de formar martensita ao bater na água. Esses elementos deslocam a curva TTT para a direita (austenita fica estável até resfriamento rápido) e reduzem a temperatura de início da martensita (Ms). Por exemplo, uma fórmula aproximada para Ms em função do carbono é:
Ms(°C) approx 539 - 423%C
Como aumentar martensita?
  • Aumentar o %C (dentro do limite de usinabilidade).
  • Adicionar elementos de liga como Cr, Mo ou Mn, que melhoram a “hardenability” (capacidade de endurecer até o centro).

Passo 3

Fator 2: velocidade de resfriamento (severidade da têmpera)
Teoria: a martensita não se forma por difusão; ela só aparece se o aço for resfriado rápido o bastante para “pular” a zona de transformação difusional (perlita bainita). Se o resfriamento for lento, rola perlita/bainita em vez de martensita.
Como aumentar martensita?
  • Usar meios de têmpera mais severos (água fria vs. óleo vs. ar).
  • Agitar o fluido ou usar sais fundidos para melhorar troca térmica.
  • Baixar a temperatura do banho de têmpera.

Passo 4

Fator 3: geometria/espessura da peça
Teoria: em seções largas e maciças, o núcleo esfria bem mais devagar que a superfície, então você acaba com martensita só na casca e pouca (ou nada) no miolo.
Como aumentar martensita?
  • Reduzir a espessura ou fazer peças mais finas.
  • Pré-aquecer ou pré-resfriar em etapas (tratamento de austêmpera + têmpera).
  • Projetar canais de refrigeração internos ou usar resfriamento conformado (spray dirigido).

Resposta

a) Os três fatores são:
  1. Composição química (teor de carbono e ligas)
  2. Velocidade de resfriamento (meio e severidade da têmpera)
  3. Geometria/espessura da peça
b) Para aumentar a formação de martensita em toda a seção:
  1. Usar aço com mais C ou mais elementos de liga que retardem transformação difusional.
  2. Aumentar severidade do banho de têmpera (água fria, agitação, temperatura baixa).
  3. Diminuir espessura, usar têmperas em etapas (pré-austêmpera) ou mecanismos de resfriamento interno.

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