É possível produzir uma liga ferro-carbono com composição eutetoide que tenha uma dureza mínima de 200 HB e uma ductilidade mínima de 25 %RA? Se isso for possível, descreva o tratamento térmico por resfriamento contínuo a que a liga deveria ser submetida para conseguir essas propriedades. Se isso não for possível, explique por quê.
Passo 1
Beleza, bora lá. O enunciado quer saber se, para uma liga ferro–carbono com composição eutetoide (isto é, cerca de
), a gente consegue ter dureza mínima de
HB e ductilidade mínima de
RA. O assunto aqui é Transformação de Fases em aços (perlitização, ferrita, perlita, bainita, martensita) e a relação dureza × ductilidade. Vamos precisar da curva CCT/TTT e do conceito de que, quanto mais dura, menos dúctil, e vice-versa.
Passo 2
Primeiro, vamos listar as microestruturas possíveis nesse aço eutetoide, por resfriamento contínuo:
- Perlita grosseira (resfriamento bem lento)
- Perlita fina (resfriamento moderado, tipo normalização em ar)
- Bainita (resfriamento mais rápido, mas acima da zona de martensita)
- Martensita (resfriamento extremamente rápido, tipo têmpera em água ou óleo)
Cada uma tem seu par dureza–ductilidade típico:
- Perlita grosseira: ductilidade alta (RA ≈ 30–35 %), dureza baixa (HB ≈ 160–180)
- Perlita fina: dureza moderada/alta (HB ≈ 200–230), ductilidade média (RA ≈ 20–25 %)
- Bainita: dureza alta (HB ≈ 250–300), ductilidade baixa (RA ≈ 10–15 %)
- Martensita: dureza muito alta (HB > 350), ductilidade muito baixa (RA < 5 %)
Passo 3
Queremos dureza ≥
HB e RA ≥
.
- Se a gente mira perlita grosseira, a RA é boa (30 %), mas a dureza fica em torno de 160–180 HB, abaixo dos 200 HB.
- Se a gente mira perlita fina (normalizar em, digamos, 820 °C e resfriar ao ar), a dureza bate fácil os 200 HB, mas a RA cai perto de 20–25 % — na prática costuma ficar abaixo de 25 %.
- Qualquer coisa mais dura (bainita, martensita) joga a RA bem pra baixo, tipo 10 % ou menos.
Logo, não tem microestrutura que fique simultaneamente na região “HB≥200” e “RA≥25 %” para um aço com
.
Passo 4
Isso decorre da famosa troca-off dureza vs. ductilidade: ao aumentar a quantidade de perlita fina, bainita ou martensita pra subir a dureza, você naturalmente perde ductilidade. E não há tratamento térmico contínuo nem rampas de resfriamento que “quebrem” essa regra pra aços eutetoides puros (sem ligas especiais).
Resposta
Não é possível. Numa liga ferro–carbono eutetoide (
) não dá pra obter ao mesmo tempo dureza mínima de
HB e ductilidade mínima de
RA via tratamento térmico por resfriamento contínuo, porque as microestruturas que garantem dureza ≥200 HB (perlita fina, bainita, martensita) têm ductilidade inferior a 25 %, e a que tem ductilidade ≥25 % (perlita grosseira) não atinge 200 HB.