Defina martensita. Descreva os seguintes tipos de martensitas que podem ocorrer em um aço-carbono (i) placas de martensita e em (ii) agulhas de martensita.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra gente definir o que é martensita e depois descrever dois “jeitos” diferentes dela no aço-carbono: (i) placas de martensita e (ii) agulhas de martensita. O conteúdo aqui é Transformações de Fase em Aços (metalurgia). A gente vai precisar entender o que é uma transformação martensítica (difusão‐less) e as características morfológicas dessas estruturas.

Passo 2

Antes de mais nada, o que é martensita?
Martensita é uma fase que se forma num aço quando ele resfria rápido demais (têmpera). Nesse resfriamento rápido não dá tempo dos átomos de carbono saírem do ferro (sem difusão), então a estrutura cristalina do ferro muda abruptamente de cúbica de face centrada (austenita, γ) para uma forma tetragonal de corpo centrado (martensita, α′). Essa mudança intensa gera muito esforço interno, fazendo a martensita ficar dura e frágil.

Passo 3

Um pouquinho mais de teoria:
  1. Transformação difusão-less – já que o carbono “fica onde está” e os planos de átomos se deslocam de uma vez.
  2. A martensita é supersaturada de carbono, então ela distorce a rede do ferro e gera alta dureza.
  3. A forma e o tamanho dos cristais de martensita variam conforme a composição do aço e a temperatura de têmpera.

Passo 4

(i) Placas de martensita
– Também chamadas de martensita laminada ou “plate‐martensite”.
– Surgem num aço com teor de carbono mais alto (por volta de >0,6 % C) e têm temperatura de início de transformação (Ms) relativamente baixa.
– Elas aparecem como lâminas grossas (placas) paralelas, típicas de aços rápidos.
– Cada placa é um grande cristal alongado, separadas por pequenos espaços onde pode ficar um pouquinho de perlita retida.
– Característica principal: espessura maior (~0,1 µm) e comprimento que pode chegar a algumas dezenas de micrômetros.

Passo 5

(ii) Agulhas de martensita
– Também chamadas de martensita agulhada ou “needle‐martensite”.
– Comum em aços com carbono mais baixo (∼0,2–0,4 % C) e têm Ms mais alto.
– A transformação ocorre em muitos núcleos espalhados, então formam-se cristais bem finos e longos, lembrando agulhas.
– Essas agulhas se cruzam e embaraçam umas nas outras, dando uma aparência “espinhosa” no metal.
– Característica principal: diâmetro bem fino (algumas dezenas de nanômetros) e comprimento também pequeno, o que aumenta ainda mais a dureza por barreira ao deslocamento de discordâncias.

Resposta

Martensita é a fase de ferro tetragonal supersaturado de carbono que se forma por resfriamento rápido da austenita (transformação sem difusão).
(i) Placas de martensita: lâminas espessas e paralelas, típicas de aços com mais carbono, formando grandes cristais dispostos em placas.
(ii) Agulhas de martensita: cristais muito finos e alongados, lembrando agulhas entrelaçadas, comuns em aços com menos carbono.

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