Proponha um tratamento térmico de recristalização em um aço hipoeutetóide, contendo 0,5 % C, sabendo que sua temp. de fusão é de aproximadamente 1500^circ C.
Supondo ser este aço um material previamente encruado, quais os benefícios deste processo na sua taxa de deformação plástica, explicando em detalhes os motivos.(2,5 pontos)

Passo 1

O exercício pede para sugerirmos um tratamento térmico de recristalização para um aço hipoeutetóide com 0,5% de carbono, cuja temperatura de fusão é cerca de 1500^circ C. Além disso, devemos explicar como esse tratamento térmico melhora a taxa de deformação plástica do aço, considerando que ele foi previamente encruado. Vamos precisar entender o que é recristalização, como ela afeta a microestrutura do aço e como isso influencia na deformação plástica.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o que é recristalização. Recristalização é um processo térmico usado em metais que já foram deformados plasticamente (encruados) para reduzir o encruimento e restaurar a ductilidade. Durante o encruamento, a deformação plástica aumenta a densidade de discordâncias na estrutura do metal, tornando-o mais rígido e menos dúctil. A recristalização envolve o aquecimento do metal a uma temperatura específica onde novos grãos livres de tensões começam a se formar.

Passo 3

Para o aço hipoeutetóide com 0,5% de carbono, o tratamento de recristalização deve ser realizado a uma temperatura abaixo da temperatura de fusão, mas suficientemente alta para permitir a movimentação das discordâncias e a formação de novos grãos. Normalmente, a recristalização ocorre entre 0,4 e 0,5 da temperatura de fusão em Kelvin. Convertendo a temperatura de fusão para Kelvin:
Tfusion = 1500 + 273 = 1773 , K
Portanto, a temperatura de recristalização está entre:
0,4 times 1773 approx 709 , K , (436^circ C)
e
0,5 times 1773 approx 886 , K , (613^circ C)
Assim, podemos escolher uma temperatura de recristalização em torno de 600^circ C a 700^circ C.

Passo 4

Agora, vamos discutir os benefícios desse processo na taxa de deformação plástica. Quando o aço é encruado, a alta densidade de discordâncias dificulta a movimentação das mesmas durante a deformação, aumentando a resistência e diminuindo a ductilidade. Ao realizar a recristalização, novos grãos livres de tensões se formam, reduzindo a densidade de discordâncias. Isso facilita a movimentação das discordâncias durante a deformação, aumentando a ductilidade e a taxa de deformação plástica do material.

Resposta

Portanto, ao aplicar um tratamento térmico de recristalização a aproximadamente 600^circ C a 700^circ C em um aço hipoeutetóide com 0,5% de carbono previamente encruado, aumentamos a taxa de deformação plástica do material. Isso ocorre porque a recristalização reduz a densidade de discordâncias, facilitando a movimentação delas e restaurando a ductilidade do aço.

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