Questão 2. Descreva a microestrutura de uma amostra do aço 1050, após sua austenitização e cada um dos tratamentos térmicos a seguir:
(b) Resfriar rapidamente até 720^circ C e manter durante 300 s; resfriar rapidamente até 400^circ C; manter por 500 s ; e resfriar rapidamente até 25^circ C.

Passo 1

Beleza, a questão pede pra gente olhar um aço 1050 (que tem cerca de 0,50 % de C) depois de austenitizar e fazer um tratamento térmico em três estágios:
• Resfriar rápido até 720 °C e manter 300 s
• Resfriar rápido até 400 °C e manter 500 s
• Resfriar rápido até 25 °C (temperatura ambiente)
Conteúdo que vamos usar: diagrama tempo-temperatura (TTT) do aço 1050, conceitos de transformação isotérmica (perlita e bainita) e transformação martensítica. Não precisa saber nada de cor; vou explicar tudo do zero.

Passo 2

Primeiro, logo após austenitizar (normalmente a ~800–850 °C), todo o grão vira austenita (γ), que é ferro com estrutura cúbica de face centrada e aceita carbono em solução. Então, bem rápido, partiu pro primeiro resfriamento.

Passo 3

Resfriar rápido até 720 °C e manter 300 s
  1. No diagrama TTT, a partir de ~720 °C começa a formação de perlita (uma mistura lamelar de ferrita + cementita).
  2. Como mantemos 300 s, estamos muito além do “tempo de início” da perlita nessa temperatura, então praticamente toda a austenita que chega em 720 °C vira perlita.
  3. Perlita formada a 720 °C tende a ser grosseira, pois a difusão do carbono é mais rápida em temperatura alta, permitindo lamelas mais espaçadas.

Passo 4

Resfriar rápido até 400 °C e manter 500 s
  1. Depois de 300 s a 720 °C, sobra pouca austenita, mas a que restar a ~720 °C não virou perlita 100 % porque o resfriamento foi rápido até 400 °C.
  2. Em 400 °C, a perlita já não se forma (isso acontece mais acima de ~600 °C); aqui a transformação isotérmica dá bainita.
  3. Mantendo 500 s em 400 °C, boa parte dessa austenita remanescente se transforma em bainita – fase que tem formato de agulhas ou placas finas de ferrita + cementita distribuída mais finamente que na perlita.

Passo 5

Resfriar rápido até 25 °C
  1. Após 500 s a 400 °C, pode ainda haver um pouco de austenita residuária (sendo que o tempo de 500 s dá parte da bainita, mas não necessariamente tudo).
  2. Essa austenita que sobrou, ao descer rápido até temperatura ambiente, não tem tempo de difusão de C e se transforma em martensita, que é ferrita supersaturada de carbono (estrutura tetragonal de corpo centrado).

Resposta

Microestrutura final do aço 1050:
• Perlita grossa (formada a 720 °C / 300 s)
• Bainita (formada a 400 °C / 500 s)
• Martensita (transformação da austenita remanescente no resfriamento final até 25 °C)

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