Explique o princípio de funcionamento de um dilatômetro e como ele pode ser útil na construção de diagramas de transformação (ITT e CCT)?

Passo 1

O enunciado pede para entender como um dilatômetro funciona e como, a partir dos dados de dilatação, conseguimos montar diagramas de transformação isotérmica (ITT) e de transformação em resfriamento contínuo (CCT).
O conteúdo envolvido é termodinâmica de fase e cinética de transformação em ligas metálicas, sobretudo aço, onde mudanças de fase ( gammatoalpha, martensita, perlita etc.) vêm acompanhadas de variações dimensionais mensuráveis.

Passo 2

O princípio de funcionamento de um dilatômetro baseia-se em medir a variação de comprimento de uma amostra quando esta sofre mudanças de fase que envolvem diferença de volume específico. Tipicamente, a amostra cilíndrica fica apoiada entre duas pontas: uma mantém a amostra fixa e a outra é ligada a um sensor de deslocamento (geralmente um LVDT). A amostra é aquecida num forno especial até a fase homogênea (ex.: austenita gamma) e então submetida ao tratamento térmico desejado. Quando ocorre transformação de fase (por exemplo para ferrita alpha ou perlita), a amostra se expande ou contrai, deslocando o bastão de carga e gerando um sinal elétrico proporcional a essa variação de comprimento.

Passo 3

Na prática, o dilatômetro registra um gráfico comprimento times tempo ou comprimento times temperatura com resolução na faixa de décimos ou centésimos de micron. Cada inflexão ou patamar nessa curva indica o início ou o fim de uma transformação de fase:
bul<=t Um desvio de inclinação marca o instante ts (start) ou a temperatura Ts de início da transformação.
bul<=t Outro ponto de estabilização indica tf (finish) ou Tf de fim da transformação.

Passo 4

Para construir o diagrama ITT (isotérmico), procede-se assim:
1. Austenitiza-se a amostra a alta temperatura para garantir gamma homogênea.
2. Resfria-se rapidamente até uma temperatura de transformação Ti (abaixo da faixa crítica).
3. Mantém-se isoterma em Ti e registra-se a dilatação versus tempo até completar a reação.
4. Repete-se para várias temperaturas Ti.
5. Marca-se em um gráfico T versus ts e tf os tempos correspondentes, traçando as curvas de início e fim de transformação.

Passo 5

Para o diagrama CCT (resfriamento contínuo), o procedimento é semelhante, mas o resfriamento é mantido a uma taxa constante dot T (por exemplo 1^circC/s, 5^circC/s etc.). Enquanto a amostra esfria sem paradas, o dilatômetro registra variações dimensionais em função da temperatura:
1. Austenitiza-se e depois resfria-se a uma velocidade controlada.
2. O registro comprimento times temperatura exibe “quedas” ou “subidas” indicando início ( Ts) e fim ( Tf) de cada transformação para aquela taxa de resfriamento.
3. Repetem-se ensaios para várias dot T, traçando no mesmo gráfico as curvas de transformação de ferrita, perlita, bainita etc. para cada velocidade.

Resposta

Um dilatômetro mede as diminutas variações de comprimento de uma amostra submetida a mudanças de fase, transformando o deslocamento mecânico em sinal elétrico. Esses dados permitem identificar os tempos e temperaturas de início e fim de transformações de fase. Mantendo a amostra em temperatura constante constrói-se o diagrama ITT, e usando resfriamento contínuo a taxas controladas obtém-se o diagrama CCT.

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