Qual o efeito da temperatura de austenitização no processo de têmpera? Explique.

Passo 1

O enunciado pergunta qual é o efeito da temperatura de austenitização no processo de têmpera. Este tema pertence ao tratamento térmico de aços, em particular ao ciclo de formação de martensita via têmpera. Para responder, vamos precisar entender como a temperatura de austenitização (isto é, a temperatura na qual transformamos a matriz em \gamma-austenita) afeta (1) a dissolução de carbonetos, (2) o tamanho de grão de austenita, (3) a distribuição de carbono na fase e (4) as transformações subsequentes durante o resfriamento (Ms, Mf, dureza, distorções etc.).

Passo 2

A primeira influência é a dissolução de carbonetos secundários. Ao elevar a temperatura de austenitização acima de A_c1 e até próximo a A_c3 (ou mesmo alguns graus acima de A_c3 em aços hipereutetóides), ocorre:
  • maior solubilização de carbonetos na \gamma-austenita, aumentando o teor de carbono homogêneo no interior dos grãos;
  • quanto mais alto for o aquecimento, mais completa será essa dissolução, desde que não se ultrapasse a faixa de incipiente crescimento de grão.

Passo 3

Em seguida, a temperatura de austenitização controla o tamanho de grão de \gamma. Graos maiores aparecem para temperaturas muito elevadas ou tempos longos em alta temperatura, devido a:
  • redução da área de contorno de grão (menor energia de contorno),
  • maior mobilidade de contorno em temperaturas elevadas.
    Grão de austenita muito grosseiro reduz a resistência ao início de nucleação de martensita, podendo baixar a dureza final e aumentar o risco de fissuração.

Passo 4

O teor de carbono em solução sólida na austenita influencia diretamente as temperaturas de início M_s e fim M_f de transformação para martensita. Quanto maior o carbono:
  • menor será M_s e M_f, resultando em
    \bullet maior fração de austenita retida (quando M_f ficar muito baixo),
    \bullet leve redução na dureza máxima de martensita, mas
    \bullet aumento da tenacidade através de austenita retida.
    Já em temperaturas mais baixas de austenitização, pode não haver carbono suficiente dissolvido, levando a martensita com tenores mais baixos de C, mais dura porém mais quebradiça.

Passo 5

Por fim, esses efeitos se traduzem em propriedades finais e distorções:
  • Temperatura muito baixa (quase em A_c1): dissolve pouco carbono → martensita pobre em C, muito dura e quebradiça, com microconstituentes não martensíticos (bainita, perlita) residuais.
  • Temperatura ótima (entre A_c1+30^\circ C e A_c3+50^\circ C, dependendo do aço): boa dissolução de carbonetos, grão refinado, martensita de dureza elevada e tenaz, distorções controladas.
  • Temperatura excessivamente alta: grão de austenita grosseiro → menor tenacidade, menor resistência à fratura; aumento do risco de deformação e trincas durante a têmpera.

Resposta

Em resumo, ao aumentar a temperatura de austenitização até um valor adequado, melhora-se a dissolução de carbonetos e a homogeneidade de carbono, elevando a dureza e a tenacidade da martensita formada. Porém, se essa temperatura for muito alta ou o tempo de permanência muito longo, ocorre crescimento excessivo de grão de \gamma, reduzindo a resistência mecânica e aumentando distorções e fissuração durante a têmpera.

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