É possível temperar um aço ao ar calmo? Justifique a sua resposta com detalhes.
Passo 1
O enunciado pergunta se é possível “temperar” (no sentido de têmpera, isto é, aquecer o aço acima da linha
para formar austenita e depois resfriar com rapidez suficiente para obter martensita) em ar calmo. O conteúdo envolvido é o tratamento térmico de aços, em particular os diagramas tempo–temperatura (TTT) e a noção de taxa de resfriamento crítica.
Passo 2
Para obter martensita é preciso resfriar a austenita a uma velocidade maior do que a taxa de resfriamento crítica
. Se a velocidade de resfriamento for menor que
, ocorrem transformações difusivas
, gerando perlita ou bainita em vez de martensita. A martensita só se forma quando a curva de resfriamento cruza a zona de transformação bainítica ou perlítica antes que elas comecem.
O ar calmo oferece uma taxa de resfriamento típica de cerca de a
, dependendo da geometria da peça. Nos aços carbono simples
a
essa taxa é muito inferior à sua
, normalmente acima de
, de modo que o resfriamento em ar calmo gera perlita ou bainita, não martensita, e o aço não “têmpera” adequadamente.
O ar calmo oferece uma taxa de resfriamento típica de cerca de
Passo 3
Entretanto, certos aços de alta liga (ex.: aços ferramenta AISI H13, A2, D2, aços inoxidáveis martensíticos e outros “air-hardening steels”) têm curvas TTT deslocadas para a direita, reduzindo sua
para valores da ordem de
ou menos. Nesses casos, o resfriamento em ar calmo é suficiente para evitar transformações difusivas e formar martensita.
Passo 4
Logo, a têmpera em ar calmo só é eficiente se o aço for do tipo air-hardening, com ligações que retardam as transformações difusivas e baixam sua taxa crítica
. Aços carbono simples não atendem a esse critério e exigem meios de resfriamento mais agressivos (óleo, água ou sais) para gerar martensita.
Resposta
É possível temperar em ar calmo apenas aços air-hardening (altas ligas com
baixo); aços carbono simples não formam martensita em ar calmo, pois sua taxa crítica de resfriamento é muito maior do que a fornecida pelo ar quieto.