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