Questão 08. Quais as características e objetivos do tratamento térmico de esferoidização?

Passo 1

O enunciado pede para descrever as características (isto é, como fica a microestrutura e quais são as condições do processo) e os objetivos (os ganhos de propriedades mecânicas e de usinagem) do tratamento térmico de esferoidização em aços. O conteúdo principal aqui é metalografia de aços e tratamentos térmicos sub-críticos.

Passo 2

Na esferoidização, parte da cementita que inicialmente está em lâminas (perlita lamelar) ou em partículas grosseiras se transforma, por ação do aquecimento prolongado abaixo da linha A_1, em pequenas esferas de cementita imersas numa matriz ferrítica. Essas esferas minimizam a energia de contorno, conferindo à microestrutura um aspecto de “corações” ou “gun-shot” vistos ao microscópio.

Passo 3

Para obter essa estrutura esferoidizada, o aço é aquecido a uma temperatura levemente abaixo de A_1 (tipicamente entre 650^\circ\text{C} e 700^\circ\text{C}), e mantido lá por tempos relativamente longos (várias horas). Alternativamente, faz-se ciclo intermitente de aquecimento e resfriamento lento em forno, sempre mantendo-se abaixo da transformação austenítica, de modo a promover difusão de carbono e arredondamento da cementita.

Passo 4

Como resultado do formato esferoidal da cementita e da matriz ferrítica relativamente livre de tensões, obtém-se:
  • Dureza reduzida;
  • Aumento significativo de ductilidade e tenacidade;
  • Melhor uniformidade de propriedades ao longo da peça;
  • Redução de distorções e fissuras em processos subsequentes.

Passo 5

Por fim, os principais objetivos desse tratamento são:
  1. Facilitar a usinagem e a conformação a frio (pois o aço fica mais macio e dúctil).
  2. Preparar o material para tratamentos posteriores (por exemplo têmpera e revenimento), uniformizando a distribuição de carbono e eliminando estruturas heterogêneas.
  3. Aliviar tensões internas e reduzir risco de trincas em etapas de conformação mecânica.

Resposta

Características:
• Microestrutura com esferas de cementita arredondadas na matriz ferrítica.
• Aquecimento subcrítico (abaixo de A_1, em torno de 650^\circ\text{C} 700^\circ\text{C}).
• Longo tempo de permanência ou ciclos de aquecimento/resfriamento lento.
Objetivos:
• Diminuir dureza e aumentar ductilidade e tenacidade.
• Melhorar usinabilidade e conformabilidade a frio.
• Uniformizar teor de carbono e aliviar tensões internas antes de outros tratamentos.

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