Questão 01. Diferencie os mecanismos de transformação de fases da austenita em outros microconstituintes. Dê exemplos de microestruturas formadas por cada um desses mecanismos.
Passo 1
O enunciado pede para caracterizar como a austenita se transforma em outros microconstituintes segundo diferentes modos de reação de fase e, para cada mecanismo, dar exemplos de microestruturas resultantes. O conteúdo envolvido é cinética de transformação de fase em ligas ferro-carbono, com ênfase em transformações por difusão e transformações por deslocamento (displacivas).
Passo 2
Mecanismo por difusão (nucleação e crescimento lento)
Nesse caso, a transformação ocorre via difusão de átomos de carbono e ferro por longas distâncias, atingindo o estado de equilíbrio à temperatura de reação. A nucleação começa em locais favoráveis (contornos de grão, descontinuidades) e as novas fases crescem progressivamente.
Exemplos de microestruturas:
Nesse caso, a transformação ocorre via difusão de átomos de carbono e ferro por longas distâncias, atingindo o estado de equilíbrio à temperatura de reação. A nucleação começa em locais favoráveis (contornos de grão, descontinuidades) e as novas fases crescem progressivamente.
Exemplos de microestruturas:
- Perlita lamelar: empilhamento alternado de ferrita e cementita que se forma próximo à temperatura eutetoide (~
C) sob resfriamento lento. - Esferoidita (perlita globular): cementita em partículas esféricas dispersas em ferrita, obtida por tratamentos de longa manutenção em temperaturas acima de
C.
Passo 3
Mecanismo displacivo-difusional (bainita)
Aqui o ferro matriz sofre transformação por deslocamento de planos cristalinos (forma placas ou agulhas), mas o carbono migra localmente para formar cementita junto à interface, sem atingir equilíbrio completo por difusão de longo alcance. Ocorre em temperaturas entre ~ C e
C durante resfriamento moderado.
Exemplos de microestruturas:
Aqui o ferro matriz sofre transformação por deslocamento de planos cristalinos (forma placas ou agulhas), mas o carbono migra localmente para formar cementita junto à interface, sem atingir equilíbrio completo por difusão de longo alcance. Ocorre em temperaturas entre ~
Exemplos de microestruturas:
- Bainita superior: lâminas de ferrita com precipitados finos de cementita ao longo dos planos de deslocamento, produzido entre
C e C. - Bainita inferior: placas mais finas e curtas de ferrita com cementita muito fina, formado entre
C e C.
Passo 4
Mecanismo displacivo a termo-elástico ou atermal (martensita)
A transformação é quase instantânea ao cruzar a temperatura de martensita , sem difusão de carbono. Ocorre por cisalhamento coordenado da rede cúbica de face centrada (FCC) da austenita para rede tetragonal de corpo centrado (BCT).
Exemplo de microestrutura:
A transformação é quase instantânea ao cruzar a temperatura de martensita
Exemplo de microestrutura:
- Martensita acicular: estrutura em agulhas ou placas muito duras e fracas, típica de resfriamento rápido (têmpera) da austenita.
Resposta
• Transformação por difusão (nucleação e crescimento): perlita lamelar e esferoidita.
• Transformação displacivo-difusional (bainita): bainita superior e bainita inferior.
• Transformação displaciva sem difusão (martensita): martensita acicular.
• Transformação displacivo-difusional (bainita): bainita superior e bainita inferior.
• Transformação displaciva sem difusão (martensita): martensita acicular.