Por que é possível temperar um aço inoxidável martensítico mesmo tendo proporções baixas de carbono na faixa de 0,1 % ?

Passo 1

Beleza! A questão pergunta: “Por que dá pra temperar um aço inoxidável martensítico mesmo tendo só uns 0,1 % de carbono?” O conteúdo aqui é metalurgia física, mais especificamente a têmpera (ou revenimento) de aços martensíticos e o papel do carbono. Para responder vamos precisar entender:
  1. O que é martensita e como o carbono fica nela;
  2. O que acontece durante o revenimento (temperar) – movimentos de carbono, precipitação de carbonetos, alívio de tensões.

Passo 2

Primeiro, martensita é uma fase muito dura e frágil que se forma quando a gente resfria o aço rápido demais (têmpera). Nesse processo, o carbono que estava dissolvido no ferro não tem tempo de sair, então ele fica “preso” na rede cúbica de ferrita (que vira martensita). Mesmo com só 0,1 % de C, essa rede fica distorcida – e é isso que dá dureza.

Passo 3

Aí entra o temperamento (revenimento): a gente esquenta o aço martensítico a uma temperatura moderada (geralmente entre 150 °C e 600 °C), abaixo da temperatura de transformação (linha A1). Com calor, o carbono começa a se difundir (via movimento atômico) e sai da solução sólida supersaturada.

Passo 4

Quando o carbono difunde, ele se agrega pra formar pequenos carbonetos, no caso do inox martensítico geralmente os carbonetos de cromo do tipo M23C6. Essa precipitação fina de partículas endurece o material por “bloquear” o movimento de discordâncias. Isso se chama “endurecimento secundário” do revenimento.

Passo 5

Resumindo, mesmo com só 0,1 % de C dá pra:
  1. Gerar martensita supersaturada e bem dura;
  2. Ao revenimento, difundir esse C e precipitar carbonetos de cromo fininhos que mantêm (ou até aumentam) a dureza enquanto reduzem a fragilidade e aliviam tensões.

Resposta

É possível porque, mesmo em baixas quantidades (∼0,1 % C), o carbono forma martensita supersaturada e depois, no revenimento, difunde e precipita carbonetos de cromo finos, promovendo endurecimento secundário e alívio de tensões.

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