Questão 3. Especifique a microestrutura final de uma amostra do aço 4340, em termos de microconstituintes, que foi devidamente austenitizada e submetida a cada um dos tratamentos térmicos a seguir:
(a)Resfriamento rápido até 300^{\circ} \mathrm{C}, manutenção nessa temperatura por 10^{4} \mathrm{~s} e resfriamento rápido até a temperatura ambiente.

Passo 1

O enunciado diz que uma amostra de aço 4340, previamente austenitizada, é resfriada rapidamente até 300^\circ\mathrm{C}, mantida isoterma por 10^4 s e então resfriada bruscamente até a temperatura ambiente. O conteúdo envolvido é o diagrama TTT do aço 4340 e a determinação dos microconstituintes formados em função da temperatura de transformação e do tempo de manutenção.

Passo 2

Para o aço 4340 temos aproximadamente: temperatura de início de bainita B_s em torno de 350^\circ\mathrm{C} e temperatura de início de martensita M_s em cerca de 250^\circ\mathrm{C}. Como resfriamos até 300^\circ\mathrm{C}, que está entre B_s e M_s, a austenita entra na região de formação de bainita inferior. Pelo diagrama TTT, o tempo de incubação da bainita a 300^\circ\mathrm{C} é da ordem de 10^2 10^3 s, de modo que, ao manter por 10^4 s, a maior parte da austenita se transforma nessa forma.

Passo 3

A bainita inferior caracteriza-se por lâminas ou acículas finas de ferrita separadas por finos filmes de cementita. Na prática, após 10^4 s a 300^\circ\mathrm{C} teremos praticamente toda a austenita convertida em bainita inferior, com distribuição uniforme de carbetos muito finos no interior das acículas de ferrita.

Passo 4

Ao resfriar rapidamente de 300^\circ\mathrm{C} até a temperatura ambiente, qualquer austenita que tenha ficado não transformada em bainita passa por M_s e transforma-se em martensita. Assim, no estado final há martensita de trempe e, se sobrar um pouco de austenita enriquecida em carbono, ela pode ficar como austenita retida.

Resposta

A microestrutura final é formada por bainita inferior (predominante) + martensita de resfriamento final, com possível presença de austenita retida.

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