Questão 2. Descreva a microestrutura de uma amostra do aço 1050, após sua austenitização e cada um dos tratamentos térmicos a seguir:
(d) Resfriar rapidamente até
e aquecer até
, manter durante
; e resfriar rapidamente até
.
(d) Resfriar rapidamente até
Passo 1
Beleza, então o que a gente tem aqui é um aço 1050 (ou seja, cerca de 0,50 % de C) que foi primeiro levado pra fase γ (austenita) e, em seguida, sofreu o seguinte ciclo (letra d):
- resfriamento rápido até 25 °C → 2) aquecimento a 500 °C com permanência de 10³ s → 3) novo resfriamento rápido até 25 °C.
Matéria: transformações de fase em aços (diagrama TTT, martensita e revenido). Vamos precisar entender:
- o que é austenita e sua estrutura;
- como e por que se forma martensita no resfriamento rápido;
- o que acontece durante o revenido a 500 °C (tempering);
- que microestrutura sobra quando a gente resfria de novo até 25 °C.
Passo 2
Depois de austenitizar (aquece acima de A₃, algo em torno de 780–820 °C para 1050), a amostra está 100 % γ (austenita), que é uma rede cúbica de face centrada (FCC) com muito carbono dissolvido nos interstícios. É a base pra todas as próximas transformações.
Passo 3
Resfriando rápido até 25 °C não dá tempo do carbono difundir, então a γ se deforma translacionalmente e vira martensita (transformação difusão-less). A martensita é uma rede cúbica de corpo centrado tetragonal (BCT) supersaturada em C, superdura e cheia de tensões internas. Em diagrama TTT, a gente evita a faixa de pearlite/bainite e “cai” no ponto Mₛ (por volta de 200 °C) e forma martensita até Mf (cerca de 100 °C), mas como quicou até 25 °C, a maioria virou martensita.
Passo 4
Subindo para 500 °C e mantendo por 10³ s vem o revenido (tempering). A martensita supersaturada já não aguenta o carbono preso nos sítios tetragonais, então:
- primeiro aparecem carbonetos de transição (ε-Fe₂₋₃C), depois cementita (Fe₃C);
- a estrutura se relaxa, as tensões aliviam e a dureza cai um pouco;
- forma-se o chamado sorbite ou troostita dependendo do tempo, mas basicamente é ferrita + finos carbonetos bem dispersos. Esse é o “tempered martensite”.
Passo 5
Quando a gente resfria rápido de 500 °C pra 25 °C, não há mais fases instáveis nem carbono em solução supersaturada: o material já está estável como tempered martensite. Então o resfriamento final só “congela” aquela microestrutura temperada.
Resposta
A microestrutura final do aço 1050, após o ciclo (d), é composta por tempered martensite (isto é, ferrita relaxada com finos carbonetos precipitados, conhecido também como sorbite), resultante do revenido a 500 °C por 10³ s, mantida ao resfriar novamente até 25 °C.