- Identifique as possíveis alterações microestruturais dos substratos dos aços devidas aos processos de cementação e de nitretação.
Passo 1
O enunciado pede para identificar as alterações microestruturais produzidas no substrato de aços pelos tratamentos de cementação (carburização) e de nitretação. O conteúdo envolve difusão de átomos (C ou N) na superfície, formação de novas fases (martensita, nitretos, cementita) e zonas distintas (camada de superfície, zona de transição, núcleo).
Passo 2
Na cementação ocorre difusão de carbono na superfície do aço a temperaturas típicas de
–
. Isso gera três regiões principais:
- Camada de alto carbono (case): enriquecida em C, que após têmpera forma
-martensita rica em carbono e, conforme o aço, pode conter cementita na forma de rede ou segregada nos contornos de grão. Também pode haver fração de austenita retida. - Zona de transição: gradiente de carbono decrescente, onde se formam perlita troostita ou martensita de baixo teor de carbono.
- Núcleo ou substrato profundo: permanece com estrutura original (perlita e ferrita, se for aço médio a baixo carbono), pouco afetado pela difusão.
Passo 3
Na nitretação difunde nitrogênio a temperaturas mais baixas
–
sem necessidade de têmpera. As regiões típicas são:
- Camada composta (white layer): formada por nitretos de ferro
- e/ou - . - Zona de difusão: α-ferrita saturada em N com precipitação de nitratos metálicos (por ex. CrN, VN ou AlN em aços liga), gerando endurecimento por dispersão de nitretos.
- Núcleo: mantém a microestrutura original sem alteração significativa de fases.
Passo 4
Comparando os dois processos:
- Cementação produz camada martensítica endurecida por alto teor de C, com possível rede de cementita e austenita retida, seguida de têmpera que induz tensões internas e fragilidade se não temperado adequadamente.
- Nitretação forma nitretos superficiais estáveis e endurece por precipitação na matriz ferrítica, sem transformação martensítica nem necessidade de têmpera, o que reduz distorções e tensões residuais maiores.
Resposta
Possíveis alterações microestruturais no substrato de aços:
-
Cementação:
• Camada case:-martensita rica em carbono, rede de , austenita retida.
• Zona de transição: martensita de baixo C ou perlita troostita.
• Núcleo: estrutura original (perlita + ferrita). -
Nitretação:
• Camada composta: nitretos- e/ou - .
• Zona de difusão: ferrita saturada em N com precipitação de CrN, VN, AlN.
• Núcleo: microestrutura original (perlita + ferrita) praticamente inalterada.