Questão 2. Descreva a microestrutura de uma amostra do aço 1050, após sua austenitização e cada um dos tratamentos térmicos a seguir:
© Resfriar rapidamente até
e manter por 100 s; resfriar rapidamente até
e manter durante 10 s ; e resfriar rapidamente até
.
© Resfriar rapidamente até
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que a questão pede.
– Material: aço 1050 (cerca de 0,50 % C) já austenitizado.
– Tratamento térmico:
– Material: aço 1050 (cerca de 0,50 % C) já austenitizado.
– Tratamento térmico:
- Resfriar rápido até 720 °C e manter 100 s.
- Depois resfriar rápido até 400 °C e manter 10 s.
- Por fim resfriar rápido até 25 °C (RT).
Conteúdo: diagrama TTT de aços carbonos, fases (perlita, bainita, martensita) e como cada uma se forma. A gente vai usar a noção de transformações difusivas (perlita e bainita) e não‐difusivas (martensita).
Passo 2
Primeira parada: 720 °C por 100 s
– 720 °C fica logo abaixo da temperatura de início de transformação da perlita (aprox. ).
– Nessa faixa a difusão de C ainda é razoavelmente rápida, então austenita → perlita.
– Perlita é lamelar: faixas alternadas de ferrita ( , quase puro Fe) e cementita (
).
– Como a temperatura é alta, as lamelas são relativamente espaçadas (perlita “grossa” ou perlita grosseira).
Resultado: boa parte da austenita vira perlita grossa durante esses 100 s.
– 720 °C fica logo abaixo da temperatura de início de transformação da perlita (aprox.
– Nessa faixa a difusão de C ainda é razoavelmente rápida, então austenita
– Perlita é lamelar: faixas alternadas de ferrita (
– Como a temperatura é alta, as lamelas são relativamente espaçadas (perlita “grossa” ou perlita grosseira).
Resultado: boa parte da austenita vira perlita grossa durante esses 100 s.
Passo 3
Segunda parada: 400 °C por 10 s
– 400 °C está no campo de bainita no diagrama TTT (acima de uns 350 °C falamos de bainita superior).
– A difusão de C é bem mais lenta que a 720 °C, gerando estrutura diferente da perlita: bainita.
– Bainita superior se parece com lâminas ou agulhas tortuosas de ferrita, com finos carbonetos precipitados entre elas.
– Só 10 s é pouco tempo, então forma-se apenas parte da austenita residual em bainita superior, sem chegar a uma microestrutura “completa”.
– 400 °C está no campo de bainita no diagrama TTT (acima de uns 350 °C falamos de bainita superior).
– A difusão de C é bem mais lenta que a 720 °C, gerando estrutura diferente da perlita: bainita.
– Bainita superior se parece com lâminas ou agulhas tortuosas de ferrita, com finos carbonetos precipitados entre elas.
– Só 10 s é pouco tempo, então forma-se apenas parte da austenita residual em bainita superior, sem chegar a uma microestrutura “completa”.
Passo 4
Queda final até 25 °C
– O que restou de austenita não transformado em 720 °C ou 400 °C “congela” ao resfriar rápido até RT.
– Essa transformação é quase instantânea e sem difusão de C: gera martensita.
– Martensita é uma fase tetragonal rica em C, com aspecto de agulhas ou placas finíssimas, muito dura e frágil.
– O que restou de austenita não transformado em 720 °C ou 400 °C “congela” ao resfriar rápido até RT.
– Essa transformação é quase instantânea e sem difusão de C: gera martensita.
– Martensita é uma fase tetragonal rica em C, com aspecto de agulhas ou placas finíssimas, muito dura e frágil.
Resposta
A microestrutura final do aço 1050 após esse tratamento em três estágios é uma mistura de:
- Perlita grosseira (formada a 720 °C em 100 s),
- Bainita superior (parcial, formada a 400 °C em 10 s)
- Martensita (proveniente da austenita não transformada, congelada ao resfriar até 25 °C).