Quais a possíveis consequências na microestrutura e nas propriedades, se uma peça for deixada por muito tempo na temperatura de austenitização após tempera? E após revenimento?

Passo 1

O enunciado pergunta quais são as consequências, na microestrutura e nas propriedades mecânicas de um aço, de se manter tempo excessivo ( 1) na temperatura de austenitização antes da têmpera e ( 2) na temperatura de revenimento após a têmpera. O conteúdo aqui é tratamento térmico de aços — austenitização, têmpera e revenimento — e vamos usar conceitos de crescimento de grão, dissolução e precipitação de carbonetos, relação Hall–Petch e evolução das fases durante o revenimento.

Passo 2

Se a peça permanece tempo excessivo na temperatura de austenitização:
  • Crescimento de grãos de austenita: com mais tempo aumenta a energia disponível para migração de contornos de grão, resultando em grãos maiores.
  • Dissolução intensa de carbonetos: leva a super-saturação de carbono na austenita e, após a têmpera, martensita com altos teores de carbono e maior quantidade de austenita retida.
  • Decarburização e formação de escala: exposição prolongada ao ambiente causa perda de carbono na superfície e oxidação, gerando camada menos dura e prováveis trincas superficiais.
  • Após a têmpera obtém-se martensita grosseira e heterogênea, com placas espessas e retenção de austenita, o que prejudica uniformidade da microestrutura.

Passo 3

Como consequência nas propriedades, o crescimento de grão e a microestrutura grosseira de martensita:
  • Reduzem a resistência mecânica e a dureza, pela relação Hall–Petch \sigma_y = \sigma_0 + k_y\,d^{-1/2},em que d é o diâmetro médio de grão.
  • Diminuem a tenacidade ao choque e aumentam a fragilidade, pois grãos maiores concentram tensões.
  • Elevam a distorção interna e o risco de fissuração durante o resfriamento, devido a contornos de grão grosseiros e austenita retida.

Passo 4

Se a peça permanece tempo excessivo na temperatura de revenimento após a têmpera:
  • Coarsening (aglomeração) de carbonetos: transição de martensita temperada para troostita, sorbita e, em casos extremos, esferoidita. As partículas de carboneto crescem e se agrupam.
  • Diminuição do estoque de carbono em solução sólida na ferrita/martensita: reduz tensão interna e retira dureza mas também pode levar à microestrutura excessivamente dúctil e empobrecida em precipitados reforçantes.
  • Dependendo da faixa de temperatura ( \approx 350 550\circC), pode ocorrer fragilização por segregação de impurezas (P, Sb, Sn) nos contornos de grão, a chamada “fragilização de revenimento”.

Passo 5

Nas propriedades, o revenimento excessivo causa:
  • Queda acentuada de dureza e limite de escoamento, por coarsening de carbonetos que deixam de reforçar a matriz.
  • Aumento de ductilidade e tenacidade até certo ponto, mas em excesso perde-se resistência à fadiga e à abrasão.
  • Possível fragilização intergranular se ocorrer segregação de impurezas, reduzindo tenacidade ao choque e vida em fadiga.

Resposta

( 1) Tempo excessivo em austenitização
  • Microestrutura: grãos grosseiros de austenita, dissolução completa de carbonetos, martensita espessa e austenita retida, decarburização superficial.
  • Propriedades: menor resistência e dureza, pior tenacidade, maior fragilidade e distorção.
( 2) Tempo excessivo em revenimento
  • Microestrutura: coarsening de carbonetos (troostita \to sorbita \to esferoidita), perda de reforço por precipitados, possível fragilização de contornos.
  • Propriedades: queda de dureza e resistência, aumento de ductilidade, redução de vida em fadiga e risco de fragilização intergranular.

Exercícios relacionados