Qual o objetivo da Normalização? Qual o ciclo térmico de operação para aços hipoeutetóides e hipereutetóides? Qual a microestrutura final após o tratamento?

Passo 1

O enunciado pergunta sobre o tratamento térmico de normalização de aços, cujo conteúdo principal é metalurgia física de ferrosos. Vamos precisar entender: as transformações de fase nos limites \mathrm{A}_3 (linha de fim de ferrita) e \mathrm{A}_{cm} (linha de fim de cementita), o ciclo térmico típico de normalização (aquecimento, têmpera ao ar) e como isso afeta o tamanho de grão e as fases finais (ferrita, perlita e cementita).

Passo 2

Objetivo da normalização
Ao aquecer o aço acima da linha crítica (acima de \mathrm{A}_3 para hipoeutetóides ou acima de \mathrm{A}_{cm} para hipereutetóides) e em seguida resfriar ao ar livre, a normalização visa:
  1. Refino do tamanho de grão da austenita, resultando em grão mais fino de perlita/ferrita.
  2. Homogeneização da composição química e dissolução parcial de fases não desejadas.
  3. Alívio de tensões internas geradas em processos mecânicos (laminação, soldagem).
  4. Melhora da tenacidade e ductilidade, mantendo resistência adequada.

Passo 3

Ciclo térmico para aços hipoeutetóides
Aquecimento até cerca de
30\text{–}50\,^\circ\mathrm{C}
acima de \mathrm{A}_3, para assegurar transformação completa em austenita.
Manutenção (soaking) suficiente para homogeneização (geralmente 30–60 min, dependendo da seção).
Resfriamento ao ar livre (têmpera ao ar), formando perlita fina + ferrita proeutetóide.

Passo 4

Ciclo térmico para aços hipereutetóides
Aquecimento até cerca de
30\text{–}50\,^\circ\mathrm{C}
acima de \mathrm{A}_{cm}, de modo a dissolver a cementita proeutetóide e saturar o carbono na austenita.
Soaking semelhante (tempo depende da peça).
Resfriamento ao ar livre, produzindo perlita fina + cementita proeutetóide dispersa.

Passo 5

Microestrutura final após normalização
Para hipoeutetóides: perlita fina distribuída homogeneamente e rede de ferrita proeutetóide.
Para hipereutetóides: perlita fina com partículas de cementita proeutetóide ao longo dos contornos de grão.
Em ambos os casos há grãos mais finos do que em recozimento, conferindo maior resistência e tenacidade.

Resposta

1. Objetivo da Normalização: refinar o grão, homogenizar a composição, aliviar tensões internas e melhorar tenacidade e ductilidade mantendo resistência.
2. Ciclo térmico:
a. Hipoeutetóides: aquecer a \approx 30\text{–}50\,^\circ\mathrm{C} acima de \mathrm{A}_3, manter, resfriar ao ar.
b. Hipereutetóides: aquecer a \approx 30\text{–}50\,^\circ\mathrm{C} acima de \mathrm{A}_{cm}, manter, resfriar ao ar.
3. Microestrutura final: perlita fina com ferrita proeutetóide em aços hipoeutetóides; perlita fina com cementita proeutetóide em aços hipereutetóides.

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