Descreva o processo de tempera para um aço-carbono.

Passo 1

Resumo do enunciado: “Descreva o processo de têmpera para um aço–carbono.”
Conteúdo da matéria: tratamento térmico de aços, fase austenita, formação de martensita, revenido.
O que precisamos para resolver:
  • Entender o diagrama ferro–carbono e temperatura de austenitização.
  • Saber por que e como fazer o resfriamento rápido (têmpera).
  • Conhecer o revenido para aliviar tensões e ajustar dureza.

Passo 2

Primeiro, escolhemos um aço–carbono com teor de C entre 0,2% e 0,8%. Esse carbono extra é o que permite a formação de martensita dura na têmpera. Antes de tudo, limpamos a superfície para evitar contaminação.

Passo 3

Aquecimento à temperatura de austenitização:
– Aqueça o aço uniformemente até cerca de 750900,^circC (dependendo do teor de C).
– Nessa faixa, a estrutura cúbica de corpo centrado (ferrita) e os carbonetos se transformam em austenita (estrutura cúbica de faces centradas).
– A teoria: austenita solubiliza carbono, formando uma solução sólida homogênea.

Passo 4

Mantendo a temperatura (isotermização):
– Segure o aço nessa temperatura por tempo suficiente (geralmente 10–30 min), para deixar o carbono bem distribuído.
– Se pular essa etapa, partes do grão podem não se transformar direito e gerar tensões internas.

Passo 5

Resfriamento rápido (têmpera):
– Mergulhe o aço num meio de têmpera (óleo, água ou sal fundido).
– O resfriamento rápido impede a difusão de C, transformando a austenita em martensita (estrutura tetragonal com carbono preso na rede).
– A martensita é dura e quebradiça porque o carbono está “preso” nos interstícios do ferro.

Passo 6

Revenido (temper):
– Para aliviar tensões e reduzir a fragilidade, reaquecemos o aço martensítico a uma temperatura intermediária (150 – 650 °C).
– Dependendo da temperatura de revenido, formam-se pequenas quantidades de cementita ou de carbeto disperso, tornando o material mais tenaz e ajustando a dureza.

Resposta

O processo de têmpera de um aço–carbono consiste em:
  1. limpeza e preparo do material;
  2. aquecimento até a faixa de austenitização ( 750 900,^circC) para formar austenita;
  3. manutenção dessa temperatura para homogeneizar o carbono;
  4. resfriamento rápido em óleo, água ou sal fundido, gerando martensita dura;
  5. revenido em 150–650 °C para aliviar tensões e melhorar tenacidade.

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