Qual o efeito da temperatura e do tempo de duração do Recozimento Subcrítico nas propriedades mecânicas. Qual desses dois fatores provocam um maior efeito? Explique a sua resposta.

Passo 1

O enunciado pergunta qual o efeito da temperatura T e do tempo de duração t no recozimento subcrítico sobre as propriedades mecânicas (dureza H, resistência à tração \sigma_t, limite de escoamento \sigma_y, ductilidade e tenacidade) e qual desses fatores provoca maior mudança. Para responder, vamos usar conceitos de cinética de difusão, recuperação de defeitos cristalinos, recristalização parcial e esferoidização de cementita em aços.

Passo 2

Recozimento subcrítico é feito aquecendo o aço a uma temperatura abaixo de \mathrm{A}_1 (linha de transformação ferrita-perlita), tipicamente entre 500\circC e 700\circC. Nesse intervalo ocorrem:
– Recuperação de tensões internas e reorganização de discordâncias;
– Recristalização parcial de grãos deformados;
– Esferoidização progressiva de lamelas de cementita na perlita, transformando-as em partículas esferoidais.

Passo 3

Efeito da temperatura
A taxa desses processos é controlada pela difusão do carbono e ferro, cuja difusividade segue a lei de Arrhenius:
D \;=\; D_0 \exp\!\Bigl(-\tfrac{Q}{R\,T}\Bigr)
onde Q é a energia de ativação e R a constante dos gases. Como T aparece no denominador do expoente, pequenos aumentos de temperatura provocam grandes aumentos em D. Consequências mecânicas ao elevar T:
– Acelera esferoidização: menor dureza H e resistência \sigma_t, maior ductilidade;
– Recuperação e recristalização ocorrem mais rápido, reduzindo tensões internas e aumentando tenacidade.

Passo 4

Efeito do tempo
Mantendo T fixo, um aumento de t permite que os mesmos processos (difusão, esferoidização, recuperação) avancem, mas de forma decrescente:
– No início, há queda rápida de dureza e \sigma_t;
– Após certo tempo, os eventos atingem saturação (quase toda perlita já esferoidizada), e melhorias adicionais são pequenas.

Passo 5

Comparação dos dois fatores
Devido à dependência exponencial de D em T, uma variação moderada na temperatura causa mudanças muito maiores na cinética das transformações do que simples variação linear ou de potência no tempo. Em outras palavras, dobrar o tempo pode aproximar-se de uma saturação, enquanto elevar T em apenas 50\circC pode multiplicar D por vários fatores, acelerando dramaticamente a esferoidização e a recuperação.

Resposta

A temperatura de recozimento subcrítico tem efeito mais pronunciado sobre as propriedades mecânicas do que o tempo de duração, pois o coeficiente de difusão cresce exponencialmente com T, enquanto o prolongamento do tempo apresenta efeito cada vez menor após a fase inicial de esferoidização e recuperação.

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