Estime a dureza Brinell e o limite de resisténcia à tração de uma aço-carbono com 0,3 \% \mathrm{C} e que tenha sido resinado no forno a partir da região austenitica. Qual seria o aumento percentual no limite de resistèncía à tração caso esse aço fosse submetido a um tratamento térmico que provocasse a formação de perlita fina?

Passo 1

O enunciado pede para estimar a dureza Brinell e o limite de resistência à tração de um aço 0,30 % C que foi resfriado lentamente (forno), ou seja, gerou perlita grosseira. Em seguida, quer o aumento percentual no limite de resistência à tração se, por tratamento térmico, obtivermos perlita fina. Para isso vamos:
  1. Adotar um valor típico de dureza Brinell para perlita grosseira em aço 0,30 % C.
  2. Usar a correlação empírica \sigma_{\mathrm{UTS}}\approx 3{,}5\times HB (MPa) para obter o limite de tração.
  3. Repetir para perlita fina (maior dureza) e calcular o aumento percentual.

Passo 2

Para perlita grosseira em aço com 0,30 % C usa-se tipicamente
HB_{\mathrm{grosseira}}\approx 160.
Logo, o limite de resistência à tração inicial é
\sigma_{R,i}\approx 3{,}5 \times HB_{\mathrm{grosseira}} = 3{,}5 \times 160 = 560\\ \text{MPa}.

Passo 3

Para perlita fina a dureza Brinell cresce, chegando tipicamente a
HB_{\mathrm{fina}}\approx 200.
Assim, o novo limite de resistência à tração é
\sigma_{R,f}\approx 3{,}5 \times HB_{\mathrm{fina}} = 3{,}5 \times 200 = 700\\ \text{MPa}.

Passo 4

O aumento percentual no limite de tração é
\frac{\sigma_{R,f}-\sigma_{R,i}}{\sigma_{R,i}}\times 100\% =\frac{700 - 560}{560}\times100\%=25\%.

Resposta

Dureza Brinell inicial \approx 160;
limite de resistência à tração inicial \approx 560\\ \text{MPa};
aumento percentual no limite de tração com perlita fina \approx 25\%.

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